Стабилизатор поперечной устойчивости задней подвески
Любому человеку, хоть раз сидевшему в автомобиле в момент прохождения им на высокой скорости поворотов, знакомо ощущение, что его какая-то сила пытается вытолкнуть из машины или, по крайней мере, прижать к ее внешней стороне. Да и она сама начинает крениться при движении по такому рельефу. Вот для уменьшения величины этой силы и предназначен стабилизатор поперечной устойчивости (Anti-Roll bars).
Зачем он нужен?
При прохождении поворотов на авто действует центростремительная сила, направленная от центра. Под ее действием машина начинает крениться, нагрузка на внешние колеса возрастает, а на внутренние уменьшается. Соответственно уменьшается сцепление колес с дорогой и ухудшается управляемость.
Особенно это актуально для машин с независимой подвеской. Вот именно для компенсации ухудшения:
- управляемости;
- сцепления колес с дорогой;
- условий для безопасного движения
в конструкцию автомобиля вводят такой элемент как Anti-Roll bars. У разных моделей и марок машин его конструкция может отличаться, в ней используются различные стойки, рычаг и втулки стабилизатора поперечной устойчивости.
Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости и его реализация
Стабилизатор поперечной устойчивости – круглая металлическая штанга, которой придают порой довольно причудливую форму, через специальный рычаг и стойку (в зависимости от марки машины) соединяющая между собой элементы подвески авто.
Рассмотрим, зачем нужен, а также как работает передний стабилизатор поперечной устойчивости. При движении авто в повороте возникающая центростремительная сила прижимает колесо, движущееся по внешнему радиусу, к дорожному покрытию, а внутреннее наоборот старается от него оторвать. Так как элементы подвески через рычаг между собой связывает стабилизатор поперечной устойчивости, выделенный красным цветом, а его середина закреплена неподвижно, то когда один его конец идет вниз, а другой вверх, он работает как торсион.
Как работает Anti-Roll bars в разных условиях
При всей внешней привлекательности такого технического решения во многих случаях возникают сомнения о необходимости его использования. Лучше всего это можно понять на примере внедорожников. Как правило, у них задний мост имеет зависимую подвеску, в этом случае, стабилизатор поперечной устойчивости задней подвески становится не нужен, с его ролью прекрасно справляется сам задний мост.
Такой подход позволяет понять ограничение, связанное с использованием стабилизатора. Для независимой подвески характерной особенностью является то, что каждое колесо самостоятельно отрабатывает дорожный рельеф, при этом одно никак не влияет на работу другого. Если же мы поставим передний стабилизатор, то подвеска перестает быть полностью независимой, часть усилий с одного колеса начинает восприниматься другим.
Конструкция подобного элемента на различных автомобилях может быть выполнена по-разному, но характерной особенностью, описывающей его работу, является жесткость. Более жесткий стабилизатор поперечной устойчивости, особенно передний, лишает независимую подвеску присущих ей достоинств, а задний стабилизатор поперечной устойчивости влияет на стабильность положения машины при прохождении извилистой дороги и поворачиваемость.
Таким образом, возникает основное противоречие, характерное для классического стабилизатора – он улучшает поведение автомобиля при движении в поворотах, и при этом ухудшает характеристики независимой подвески, что сказывается на управляемости авто. Кроме того, поведение машины зависит от жесткости подобного элемента конструкции.
С другой стороны отмечено ухудшение проходимости внедорожников в условиях бездорожья, т.к. становится возможным вывешивание колеса из-за уменьшения ходов подвески. Поэтому возникает вопрос, зачем он нужен при движении в таких условиях, когда предназначен для работы только на высокой скорости в поворотах?
Варианты устранения противоречий
Самым кардинальным способом избавиться от подобных противоречий, является так называемая адаптивная подвеска, при которой стабилизатор становится не нужен. В этом случае используется принцип контроля положения кузова во время движения, позволяющий исключить его крены при выполнении различных маневров.
Другим подходом, не столь кардинальным, является применение гидроцилиндра вместо стойки стабилизатора поперечной устойчивости. При нормальных условиях, когда гидроцилиндр заперт, работа стабилизатора проходит в обычном режиме. В условиях езды по бездорожью, когда он не нужен, с панели приборов гидроцилиндр разблокируется, и стабилизатор отключается.
Возможна его работа в автоматическом режиме, но для этого используются датчик бокового ускорения, гидронасос и гидроцилиндры, блок управления. Гидроцилиндр также используется вместо стойки. Когда автомобиль движется прямолинейно, гидронасос выключен и стабилизатор работает как обычно. Если возникли боковые ускорения, включается насос и меняет давление в гидроцилиндрах . По условиям движения давление может быть разным, чем обеспечивается регулируемая жесткость стабилизатора.
Однако гидроцилиндр может крепиться не на рычаг и стойку, а непосредственно к кузову, как это реализуется в некоторых автомобилях корпорации Тойота. В зависимости от условий движения стабилизатор или заблокирован, или разблокирован.
Такой элемент конструкции автомобиля, как Anti-Roll bars, носит несколько двойственный характер. С одной стороны, он необходим при движении машины на высокой скорости в поворотах, с другой стороны – ухудшает характеристику независимой подвески, придавая ей особенности, присущие зависимой. Для того чтобы избежать подобного противоречия, приходится использовать специальные конструкторские решения.
znanieavto.ru
что такое, расположение, принцип работы
Улучшение динамических характеристик автомобиля и повышение безопасности и комфорта вождения привели к появлению в конструкции подвески стабилизатора поперечной устойчивости. Он может устанавливаться как на передней, так и на задней оси. Его подвижную фиксацию обеспечивают стойки стабилизатора.
Описание стойки стабилизатора
На большинстве автомобилей стойки стабилизатора представляют собой шток, размеры которого от 4 до 20 см. С двух его сторон располагаются специальные шарниры, обладающие самыми разнообразными конструкциями. Существуют также и бесшарнирные конструкции. На фото ниже представлено как выглядит классическая стойка стабилизатора.
Конструкция стойки стабилизатора не бывает цельной. Шарнир приваривается к штоку. Данное техническое решение обусловлено безопасностью. Место расположения сварного шва называется «шейкой».
Она слегка тоньше остальной части и имеет меньшую механическую прочность. При возникновении перегрузок в «шейке» происходит разлом. Если бы не данное конструктивное решение, то предугадать место облома было невозможно и стойка могла бы пробить днище.
Расположение стойки стабилизатора
Стойки бывают передние и задние в зависимости от того на какой оси присутствует стабилизатор. Они подвижно крепят его к подвеске. Для того, чтобы увидеть стойки следует получить доступ к днищу авто или снять колесо.
Передняя стойка
Задняя стойка
Назначение стойки
Стойки нужны для обеспечения ограниченной подвижности соединяемых между собой стабилизатора и поворотного кулака, ступицы, рычага или прочих элементов подвески в зависимости от конструкции. Это позволяет повысить устойчивость машины при движении в повороте, объезде препятствий или торможения.
Стойка стабилизатора, так же как и полиуретановые или резиновые втулки выполняет роль демпфера. Она снижает передаваемое на кузов усилие.
Влияние стоек на автомобиль
Наиболее заметно как влияют передние и задние стойки стабилизатора на машину тогда, когда владелец решается заняться выполнением тюнинга подвески своими руками. Меняются комфорт, управляемость и безопасность автомобиля. Различные варианты, на которые часто падает выбор у автовладельцев, рассмотрены в таблице ниже.
Таблица — Влияние стоек стабилизатора на автомобиль
| Модернизация | Влияние на автомобиль |
|---|---|
| Установка переднего стабилизатора и штатных стоек на авто, в базовой комплектации которого данные элементы отсутствуют, но есть на более дорогих версиях | Управляемость улучшается на высоких скоростях. Крены слегка меньше. Слишком ощутимого эффекта нет. |
| Установка заднего стабилизатора и костяшек | Уменьшение сноса задней части авто на скоростных поворотах. Снижение кренов на 20-30%. Изредка присутствует вывешивание задних колес. Вхождения в поворот более ровные и их можно выполнить на высоких скоростях. |
| Установка только заднего стабилизатора со стойками без переднего или его существенное усиление | Сильный крен переда машины в быстрых поворотах. Выкидывание авто наружу дороги. |
| Установка более мощных стоек, имеющих существенное отличие от штатных | Возрастание скорости прохождения поворотов и ощутимое улучшение управляемости. Установленные усиленные стойки без модернизации остальных элементов подвески являются источниками чрезмерных нагрузок прочих деталей ходовой, из-за чего они быстро выходят из строя. Например, втулка стабилизатора может потребовать замену через10-15 тыс. км. |
| Монтаж дешевых/слабых стоек стабилизатора | Преимущественно сказывается лишь на ресурсе и надежности костяшек. Такой ремкомплект редко ходит долго. В большинстве случаев снижение механической прочности стоек на комфорт, управляемость и динамику автомобиля никоим образом не влияет. |
Большинство автовладельцев считает, что усиленные стойки негативно влияют на автомобиль. Достигнуть показателей управляемости спорткаров с помощью модернизации костяшек невозможно, а комфорт преодоления неровностей снижается, так как ходовая становится жестче. Особо опасны самодельные костяшки, у которых по заверениям владельцев нет износа. Такие вечные стойки перестают выполнять «предохранительную» функцию, из-за возросшей механической прочности и не отвечают требованиям безопасности. Любая чрезмерная нагрузка вызывает существенные повреждения подвески, которые могла предотвратить своей поломкой штатная костяшка.
Принцип работы
Стойки совместно с стабилизатором минимизируют крен, поднимая или опуская кузов, прижимая или вывешивая колесо. Благодаря им правая и левая сторона оси независимой подвески работают с учетом влияния друг на друга. Схема, расположенная ниже, иллюстрирует принцип работы стоек и стабилизатора.
Эксплуатация автомобиля без стоек стабилизатора
Стойка стабилизатора не имеет большого влияния на возможность продолжать эксплуатацию автомобиля. Отзывы автовладельцев, которые имеют опыт вождения машин без костяшек, говорят о следующем:
- вхождение в поворот следует выполнять на меньшей скорости, так как высок риск потерять устойчивость;
- крены становятся значительно больше;
- машина ведет себя нестабильно при преодолении неровностей;
- присутствует избыточная поворачиваемость.
Опрос автовладельцев о том, допустима ли езда без стоек стабилизаторов показал результат, который приведен на диаграмме ниже.
Многие автовладельцы отмечают, что ходовая автомобиля становится мягче после демонтажа стоек. Поэтому они советуют удалять их сразу после покупки машины. Улучшение комфорта без костяшек действительно есть, так как перестает работать стабилизатор поперечной устойчивости. Однако из-за этого на кузов приходится больший момент кручения. Из-за этого в слабых местах могут появиться трещины или другие повреждения.
При городской эксплуатации отсутствие в машине стоек стабилизатора менее заметно. Езда на скоростях 20-60 км/ч по ровной дороге никак не отличается от вождения авто с костяшками. Несмотря на это опытные автовладельцы предостерегают, что вильнув рулем во время объезда ямки присутствует риск кувыркнуться или потерять управляемость.
Если в автомобиле нет стоек, то нагрузка, которая возникает из-за смещения колеса, накладывается на другие элементы подвески. Это значительно снижает их ресурс. Поэтому при отсутствии костяшек следует придерживаться максимально аккуратного стиля вождения, так как нештатная работа ходовой может привести к критическим поломкам при первом же повышении нагрузки.
Торможение машины, в которой сняты передние стойки стабилизатора сопровождается раскачиванием. Это создает риск потери управляемости. Особо заметно ухудшение контроля над авто во время интенсивного торможения с высокой скорости.
Еще одной проблемой, возникающей из-за отсутствия стоек стабилизатора, является сложность замены колеса с помощью домкрата. На некоторых автомобилях без костяшек машину приходится подымать более чем на полметра.
Существуют автомобили, в которых в зависимости от комплектации присутствует или отсутствует стабилизатор поперечной устойчивости. Такие машины наименее чувствительны к снятию стоек. Увеличение крена и прочих недостатков демонтажа костяшек заметно лишь на больших скоростях или в крутых поворотах. Поэтому такие авто можно без опаски эксплуатировать без стоек.
zapchasti.expert
Отключаемые стабилизаторы поперечной устойчивости | Подвеска автомобиля
Стабилизатор противодействует поперечным наклонам кузова и повышает устойчивость автомобиля при движении на повороте, скручиваясь, противодействует противоположному по отношению к кузову перемещению колес одной оси автомобиля.
У вседорожного автомобиля с высоко расположенным центром тяжести стабилизатор должен быть достаточно жестким, чтобы противостоять чрезмерным наклонам его кузова при движении с большими скоростями на поворотах. При движении вне дорог напротив более пригодны стабилизаторы малой жесткости, допускающие большие перекосы оси автомобиля относительно кузова, благодаря чему улучшается передача тяговых усилий колесами и повышается плавность хода автомобиля. При отключенном стабилизаторе разность хода колес одной оси автомобиля может быть увеличена на 60 мм.
Основными компонентами системы отключаемых стабилизаторов являются:
- гидравлический блок
- блок управления стабилизаторами
- стабилизаторы с соединительными устройствами
Главным элементом отключаемого стабилизатора является гидравлическая кулачковая муфта 1, которая позволяет соединять и разъединять плечи стабилизатора. Она расположена в средней части стабилизатора.
Рис. Отключаемый стабилизатор поперечной устойчивости:
1 – плечи стабилизатора; 2 – кулачковая муфта
Кулачковая муфта с гидроприводом содержит полумуфты 1 и 8, соединительный элемент 6, страхующую пружину 5 и расположенный на разъединителе датчик его состояния 7. Соединительный элемент свободно перемещается вдоль стабилизатора под действием давления рабочей жидкости. При этом он заходит между кулачками полумуфт, обеспечивая их геометрическое замыкание. Выступы соединительного элемента никогда не выходят полностью из проемов между кулачками полумуфт, благодаря чему подключение стабилизатора обеспечивается при любом его исходном положении.
Рис. Кулачковая муфта:
1 – охватывающая полумуфта; 2 – рабочая полость 1; 3 – упорный игольчатый подшипник; 4 – рабочая полость 2; 5 – страхующая пружина; 6 – соединительный элемент; 7 – датчик состояния стабилизатора; 8 – охватываемая полумуфта; 9 – правое плечо стабилизатора; 10 – магнитный штифт на соединительном элементе; 11 – левое плечо стабилизатора; а – муфта замкнута; б – муфта разомкнута
Страховочная пружина винтовая пружина 5 обеспечивает подключение стабилизатора при неисправности гидравлической системы или электрических компонентов системы управления. Чтобы снизить износ в месте сопряжения пружины с соединительным элементом, между ними установлен упорный игольчатый подшипник 3.
Управление стабилизаторами осуществляется с помощью кнопки или автоматически. При нажиме кнопки вырабатываются сигналы отключения и подключения стабилизаторов, которые направляются в блок управления ими.
Общая гидравлическая схема отключаемых стабилизаторов поперечной устойчивости показана на рисунке.
Рис. Блок-схема системы управления стабилизаторами:
1 – гидроаккумулятор; 2 – клапан отключения переднего стабилизатора; 3 – левое плечо переднего стабилизатора; 4 – кулачковая муфта переднего стабилизатора; 5,11 – рабочая полость 1; 6 – соединительный элемент; 7,12 – рабочая полость 2; 8 – левое плечо переднего стабилизатора; 9 – левое плечо заднего стабилизатора; 10 – кулачковая муфта заднего стабилизатора; 13 – правое плечо заднего стабилизатора; 14 – клапан отключения заднего стабилизатора; 15 – датчик давления в гидравлической системе отключения стабилизаторов; 16 – компенсационный бачок; 17 – клапан вентиляции; 18 – электродвигатель; 19 – фильтр; 20 – насос системы отключения стабилизаторов; 21 – обратный клапан; 22 – гидравлический блок
В системе применяется гидроаккумулятор 1 с отделенной посредством мембраны газовой полостью, разделяющая его на две полости. В нем запасается энергия сжимаемого газа, которая используется гидравлической системе по мере необходимости. В нижнюю камеру поступает рабочая жидкость, подаваемая насосом 20 под давлением.
Рабочая жидкость поступает в гидроаккумулятор через обратный клапан 21. Давление в системе повышается по мере заполнения ею гидроаккумулятора и сжатия полости, заполненной азотом. Объем рабочей жидкости в гидроаккумуляторе увеличивается соответственно уменьшению объема газовой полости. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто давление выключения насоса. Давление в гидроаккумуляторе удерживается посредством обратного клапана 21 и направляется через канал в гидравлическом блоке в корпус кулачковой муфты.
Отключение стабилизаторов осуществляется при помощи электромагнитных клапанов 2 и 14, перемещающих золотники. При этом соединяются каналы, через которые поддерживаемое гидроаккумулятором давление передается в рабочую полость 1 того или иного стабилизатора. Включение стабилизаторов происходит при обесточивании электромагнитных клапанов.
Блок управления стабилизаторами обрабатывает сигналы, поступающие от датчика давления, датчиков состояния стабилизаторов, кнопки управления стабилизаторами, датчика скорости автомобиля, датчика поперечного ускорения, датчиков режима работы трансмиссии. По результатам обработки данных датчиков блок управления вырабатывает командные сигналы для исполнительных устройств.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Зачем нужны стойки стабилизатора в подвеске автомобиля?
Автоликбез16 октября 2016
В автомобилях советского производства упругий стержень стабилизатора поперечной устойчивости крепился к рычагам и кузову жестко, на скобах. В современной конструкции передней подвески, претерпевшей модернизацию, между подвижными элементами и стержнем появился посредник – стойка с шарнирными пальцами. Каждому автомобилисту полезно будет знать, зачем она там установлена и какую роль выполняет, поскольку менять эту деталь приходится часто.
Устройство и назначение стоек
Стабилизатор, представляющий собой упругую металлическую тягу, соединяет кузов автомобиля и элементы передней подвески с двух сторон – поворотные кулаки либо ступицы (в зависимости от марки авто). Его функция — не позволять подвеске действовать вразнобой на поворотах и таким путем препятствовать кренам кузова авто.
В старых многорычажных типах подвесок поперечный стержень можно было жестко прикрепить к нижним рычагам, колеблющимся только вверх-вниз. В подобных механизмах были не нужны стойки стабилизатора, поскольку его концы прижимались скобами, а демпферами служили резиновые втулки.
В ходовой части типа «Макферсон», установленной на большинстве новых машин, неподвижно закрепить тягу не получится, потому что ступицы и кулаки поворачиваются вместе с колесами. Шарнирные элементы, соединяющие стержень с этими подвижными деталями, — вот что такое стойки стабилизатора.
Деталь представляет собой металлический шток длиной от 50 до 200 мм (зависит от модели автомобиля) с приваренными на концах шарнирными соединениями. Последние по устройству схожи с шаровыми опорами, только меньшего размера. Резьбовая часть верхнего шарового пальца входит в ответное гнездо поворотного кулака и прикручивается гайкой. Нижняя часть стойки может крепиться к стабилизатору такими способами:
- с помощью второго шарнира;
- на сайлент-блоке, входящем в проушину тяги.
В ходовой части авто применяется два таких элемента – по одному с каждой стороны. Причем в некоторых моделях они сделаны разной длины и потому не могут меняться местами. Конструкция стоек тоже бывает различной:
- с двумя шарнирами, расположенными симметрично;
- с шаровым пальцем с одного конца и резьбой – с другого;
- с шарнирами, повернутыми на определенный угол друг относительно друга.
Исправный автомобиль должен уверенно держать прямую линию во время разгона и торможения, на что влияют стойки. Если в этом отношении появились отклонения, то необходимо произвести диагностику данных элементов и заменить в случае износа.
Признаки неисправности деталей
Мало понимать, что такое стойки стабилизатора, нужно еще вовремя обнаруживать их неисправность, ведь неработоспособные элементы отрицательно влияют на управляемость машины. Изношенность деталей можно определить по таким признакам:
- Корпус авто начинает сильнее крениться в поворотах.
- Становится заметно, что автомобиль описывает большую дугу при объезде препятствия.
- При интенсивном разгоне или резком торможении ощущается небольшой занос кузова.
- При резком вращении руля или проезде «лежачих полицейских» из передней части подвески доносится глухой стук.
Один из наиболее достоверных способов диагностики стоек – проведение «лосиного» теста. Суть заключается в том, чтобы на скорости 40—50 км/ч обогнуть неожиданно появившееся препятствие – условного «лося». Нужно выбрать свободную от движения площадку и поставить в удобном месте пару пластиковых бутылок. Затем разогнаться до указанной скорости и попытаться резко их объехать.
Если во время выполнения маневра передняя часть машины сильно кренится и «рыскает» в стороны, а от ходовой части слышен явственный стук, то стойки подлежат немедленной замене. В отдельных случаях автомобиль описывает настолько широкую дугу в процессе объезда, что может уйти в занос.
Удостовериться в том, что для замены нужны стойки стабилизатора, можно путем традиционного метода диагностики – раскачиванием деталей вручную. Для этого необходимо выполнить такие действия:
- Зафиксировать машину ручным тормозом.
- Повернуть передние колеса до упора, чтобы до правой или левой стойки можно было дотянуться рукой.
- Взяться за стержень возле шарового пальца и активно покачать его в разные стороны. Для верности стоит поддеть шарнир монтажной лопаткой, так обнаруживается люфт внутри втулки.
Если обнаружен заметный люфт, элемент нужно поменять. По причине плохих дорог на территории стран постсоветского пространства стойки постоянно испытывают высокие нагрузки и редко служат больше 20 тыс. км. Благо, что детали эти недорогие и меняются довольно быстро. При желании поставить можно новые детали самостоятельно, имея обычный набор слесарных инструментов, домкрат и съемник для выпрессовки шаровых пальцев.
Изношенные стойки стабилизатора не препятствуют дальнейшему движению, а только ухудшают управляемость машиной. Даже выскочивший из втулки палец позволяет двигаться дальше своим ходом. Этим пользуются нерадивые автолюбители, не обращающие внимание на подозрительное поведение авто и стук подвески. Подобная езда опасна и на высокой скорости может привести к потере управления и ДТП с непредсказуемыми последствиями.
autochainik.ru