Подвеска служит для смягчения и поглощения ударов, воспринимаемых колесами от неровностей дороги, и снижения вертикальных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомобиля. Подвеска включает упругие элементы, соединяющие кузов с осями или колесами. В качестве такого упругого элемента могут использоваться винтовые пружины, листовые рессоры и торсионы. Подвеска может быть зависимая и независимая. При зависимой подвеске перемещение одного колеса моста зависит от перемещения другого колеса (рис. 85, а). При независимой подвеске такая связь отсутствует, а каждое колесо отдельно от другого соединяется с кузовом (рис. 85,6), благодаря чему при наезде колеса на неровности колебания другому колесу не передаются, а наклон кузова уменьшается.
Передняя подвеска. Независимая подвеска передних колес обеспечивает плавность хода автомобиля и устраняет его раскачивание, нарушающее управление, поэтому она применяется на всех изучаемых легковых автомобилях.
Различают шкворневую и бесшкворневую независимую подвески. На большинстве легковых автомобилей используется рычажная независимая подвеска бесшкворневого типа. Такая подвеска снижает массу неподрессоренных частей, от чего уменьшается сила динамических ударов на кузов. Подвеска имеет поворотную стойку (рис. 85, в), жестко соединенную с поворотной цапфой, на ось которой надета ступица колеса. Концы поворот ной стойки шаровыми шарнирами соединены с верхним и нижним рычагами.
Рычаги шарнирно закреплены на поперечине или кузове автомобиля. Между нижним рычагом и поперечиной (кузовом) размещена пружина, внутри которой установлен амортизатор. На нижнем рычаге закреплен резиновый буфер. При наезде на препятствие колесо приподнимается на поворачивающихся рычагах, не изменяя плоскости своего вращения. Деформирующаяся при этом пружина смягчает удары. При воздействии рулевого привода стойка вместе с поворотной цапфой и колесом поворачивается в шаровых шарнирах.
У независимой бесшкворневой подвески передних колес в качестве упругого элемента может вместо пружины использоваться торсион — стальной упругий стержень. Он может быть сплошным или составным — из круглых стержней или прямоугольных пластин (автомобили ЗАЗ). Упругая связь колеса с кузовом обеспечивается вследствие скручивания торсиона.
Для уменьшения боковых наклонов автомобиля и быстрого гашения его боковых колебаний в рычажно-пружинную подвеску включается стабилизатор поперечной устойчивости. Он представляет собой П-образный стальной стержень, загнутые концы которого соединены с нижними рычагами подвески, а центральная часть закреплена на основании кузова. При наезде колеса на препятствие и боковом наклоне кузова стержень, закручиваясь, ограничивает эти наклоны и корректирует работу пружин подвески, перераспределяя действующие на них усилия.
Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 бесшкворневая пружинно-рычажная с поперечным расположением рычагов и телескопическими амортизаторами. Подвеска не является съемным узлом и может быть полностью собрана только непосредственно на автомобиле.
Подвеска каждого колеса состоит из поворотной стойки (рис. 86) с поворотной цапфой и осью, нижнего и верхнего рычагов, верхней и нижней шаровой опоры, винтовой пружины, амортизатора, буфера и стабилизатора поперечной устойчивости.
Нижний рычаг внутренними концами соединен шарнирно с концами оси, закрепленной болтами на поперечине. Под болтами установлены регулировочные прокладки (шайбы), с помощью которых выполняется регулировка углов продольного наклона оси поворота и развала колес. Верхний рычаг 8 внутренними концами соединен с верхней осью. Наружные концы обоих рычагов соединены с поворотной стойкой через шаровые шарниры, закрытые снаружи резиновыми чехлами.
Между верхней опорной чашкой и нижним рычагом поставлена цилиндрическая витая пружина, опирающаяся снизу на опорную чашку. Амортизатор установлен следующим образом: нижним ушком его корпус соединен с кронштейном, а верхний конец штока амортизатора закреплен на двух резиновых подушках при помощи гайки в опорном стакане.
Ход колеса вверх и предельное сжатие пружины подвески ограничивается буфером, закрепленным на кузове над верхним рычагом. Ход колеса вниз ограничивают буферные втулки на штоке передних амортизаторов.
Боковой крен и поперечные колебания кузова ограничивает стабилизатор поперечной устойчивости. Стабилизатор своей средней частью установлен в кронштейнах на резиновых втулках, а загнутые концы его закреплены на нижних рычагах через резиновые подушки обоймами.
Передняя подвеска автомобиля «Москвич-2140» такого же типа, как и автомобиля ВАЗ-2105, и по конструкции близка к ней. Основным ее отличием является то, что подвеска собирается в съемный узел на жесткой балке-поперечине (рис. 87), прикрепленной болтами к лонжеронам кузова. Для регулировки угла развала колес в данной подвеске также предусмотрены регулировочные пластины, установленные между осями верхних рычагов и поперечиной.
У автомобиля ВАЗ-2108 передняя подвеска независимая с телескопическими амортизационными стойками. Подвеска каждого колеса включает в себя: стойку (рис. 88), винтовую цилиндрическую пружину, нижний поперечный рычаг с растяжками, шаровой шарнир, поворотный кулак, резинометаллические шарниры и стабилизатор поперечной устойчивости.
Основной элемент подвески — телескопическая гидравлическая стойка совмещает в себе функции направляющего аппарата и гасящего элемента. Нижняя часть стойки соединена с поворотным кулаком 6 через кронштейн с помощью двух болтов. Верхний болт и надетая на него шайба сделаны эксцентриковыми, что позволяет регулировать развал передних колес.
Верхняя опора стойки состоит из наружного и внутреннего корпусов, между которыми установлена износостойкая резина. Во внутренний корпус опоры запрессован упорный шариковый подшипник. Опора закреплена на кузове автомобиля. Такая конструкция верхней опоры обеспечивает «качание» стойки и гасит вибрации, а подшипник обеспечивает вращение стойки при повороте управляемых колес.
Корпус телескопической стойки представляет собой трубу, к которой снизу приварен кронштейн, а в средней части — поворотный рычаг, соединенный с тягой рулевого привода, и нижняя опорная чашка пружины. В верхнюю часть корпуса ввернута гайка, удерживающая сальниковое устройство и имеющая отверстие для прохода штока.
В нижней части поворотного кулака 6 закреплен шаровой шарнир, позволяющий поворотному кулаку вместе с телескопической стойкой поворачиваться относительно нижнего рычага. Ход сжатия подвески ограничивается резиновым буфером, установленным на штоке.
На автомобиле ЗАЗ передняя подвеска независимая бесшкворневая рычажно-торсионная с гидравлическими амортизаторами. Поверх амортизаторов (рис. 89) установлены цилиндрические пружины, работающие при колебаниях колес совместно с торсионами. Все детали подвески собраны на оси, состоящей из двух стальных труб, соединенных между собой двумя кронштейнами.
Главным упругим элементом в подвеске являются два торсиона, каждый из которых состоит из пяти стальных закаленных пластин, сваренных по концам. От проворачивания торсионы фиксируются втулкой, а от продольных перемещений — стопорным винтом. Втулки приварены в средней части труб. Концы торсионов входят в квадратное отверстие подвижных ступиц рычагов, что позволяет им закручиваться.
Трубы заполнены маслом; для предотвращения его вытекания на трубы надеты уплотнительные манжеты. Для проверки наличия и уровня смазки в каждой трубе имеется по два контрольных отверстия, закрытых пробками.
Поворотные цапфы соединены с нижним и верхним рычагами через шаровые шарниры, чем обеспечивается поворот передних колес. Каждый шаровой шарнир имеет шаровой палец, который вставлен в гнездо поворотной цапфы на вкладышах и фиксируется сухарем с пружиной, установленной в гайке. Затяжкой этой гайки регулируется зазор в сочленении. При сборке или ослаблении шарнира гайку заворачивают до отказа, а затем отпускают на 1/6 оборота. Гайка стопорится контргайкой.
Хвостовик шарового пальца надет на конец рычага и закреплен стопорным болтом, входящим в винтовую канавку А на пальце. Наличие такой канавки дает возможность, поворачивая палец, перемещать его вдоль его оси и тем регулировать развал передних колес.
Во время движения автомобиля при вертикальном перемещении колеса рычаг подвески поворачивается, закручивая упругий торсион, за счет чего смягчается (амортизируется) удар. В последующий момент торсион раскручивается и процесс повторяется, обеспечивая плавность хода автомобиля. Вертикальный ход колеса ограничивается резиновым буфером. Крепление передней подвески в сборе к кузову осуществляется болтами.
Углы установки передних колес предусматриваются для повышения устойчивости автомобиля при движении и легкости управления; они существенно влияют на износ шин. В независимой передней подвеске различают следующие углы установки передних колес: углы развала и схождения колес, продольный и поперечный углы наклона оси поворотной стойки.
Угол развала колес характеризуется наклоном плоскостей вращения передних колес наружу от вертикали. На рис. 90 угол развала колес обозначен буквой б. Благодаря этому углу разгружается наружный подшипник ступицы колеса, облегчается поворот колес, ослабляются удары, передаваемые на рулевое колесо от неровности дороги.
На автомобиле ВАЗ-2105 угол развала каждого колеса находится в пределах 10 ... 50'. Разность углов развала правого и левого колес не должна превышать 30'.
Нарушение угла развала колес приводит к одностороннему из носу протектора шины. Если угол развала больше нормы, изнашивается наружная сторона протектора и, наоборот, если он меньше нормы, — внутренняя сторона протектора. Кроме того, значительная разница в углах развала правого и левого колес вызывает увод автомобиля в сторону колеса с большим развалом.
Угол продольного наклона оси поворотной стойки, обозначенный на рис. 90 буквой а, определяется величиной наклона верхнего конца оси назад от вертикали. Это делается для обеспечения стабилизации колес при движении, а также для повышения устойчивости автомобиля на поворотах. При увеличенном угле требуется приложение большего усилия на рулевом колесе для поворота автомобиля. Разница в углах продольного наклона осей поворотных стоек приводит к уводу автомобиля в сторону колеса с меньшим углом. Для автомобиля ВАЗ-2105 этот угол должен составлять 4°±30'.
Угол поперечного наклона оси поворотной стойки, обозначенный на рис. 90 буквой в, обеспечивает стабилизацию колес под действием силы тяжести автомобиля. Угол поперечного наклона оси поворотной стойки способствует возвращению передних колес и рулевого колеса после завершения поворота в положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля.
Угол схождения колес — это разность размеров между крайними точками колес на уровне их центров сзади и спереди (Б—А). Эта разность должна быть 2 ... 4 мм на автомобиле ВАЗ-2105, 1 ... 3 мм на автомобиле «Москвич» и ЗАЗ, 0,5 ... 2,5 мм на автомобиле ВАЗ-2108.
Угол схождения колес необходим для предупреждения проскальзывания колес, вызываемого развалом, и компенсации люфтов в шарнирах рулевого привода и в подшипниках ступиц колес.
Угол схождения колес больше или меньше нормы вызывает увеличенный ступенчатый износ протектора с образованием острых кромок, направленных к продольной оси автомобиля (при увеличенном угле) или наружу (при уменьшенном угле — расхождение колес). Регулировка угла схождения колес осуществляется изменением длины боковых тяг рулевой трапеции.
Задняя подвеска служит для связи кузова с балкой заднего моста автомобиля, для смягчения толчков, передаваемых от колес, и гашения колебаний кузова. На автомобилях с приводом на передние колеса задняя подвеска выполняет только последние две функции.
Задняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 зависимая пружинная с реактивными штангами. Кузов опирается на балку заднего моста через две витые пружины (рис. 91), каждая из которых установлена между опорными чашками, приваренными к балке заднего моста и основанию кузова. В чашках под пружинами установлены прокладки. Включенные в подвеску два гидравлических телескопических амортизатора, расположенные с наклоном, к продольной оси автомобиля, не только гасят колебания, но и повышают боковую устойчивость кузова. Ушки амортизатора соединены на конусных резиновых втулках внизу при помощи болта с кронштейном заднего моста, а вверху — с пальцем, закрепленным в кронштейне основания кузова.
Внутри пружин на верхних чашках закреплены буфера сжатия, ограничивающие перемещения заднего моста вверх и сжатие пружин. Дополнительный резиновый буфер закреплен на кронштейне основания кузова против картера заднего моста. Этот буфер устраняет возможность касания карданного вала о пол кузова при перемещении заднего моста вверх.
От продольных и поперечных смещений задний мост зафиксирован четырьмя продольными и одной поперечной штангами. Нижние и верхние продольные штанги передают реактивный момент, толкающие и тормозящие усилия от задних колес на кузов. Поперечная штанга воспринимает и передает боковые усилия от балки заднего моста на кузов. Концы всех продольных штанг соединены шарнирно при помощи болтов с кронштейном основания кузова и кронштейном заднего моста. Поперечная штанга правым концом прикреплена к кронштейну основания кузова, а левым концом к кронштейну балки заднего моста. В ушках концов всех реактивных штанг установлены резиновые втулки, продольное сжатие которых болтами ограничивается распорными втулками.
Задняя зависимая подвеска автомобиля «Москвич» выполнена на продольных полуэллиптических рессорах (рис. 92), работающих совместно с телескопическими амортизаторами. Передний конец рессоры, передающий толкающие и тормозные усилия, крепится с помощью пальца к кронштейну на резиновых втулках, не требующих смазки. Задний конец рессоры прикреплен к кузову серьгой также посредством резиновых втулок. Применение резиновых втулок значительно смягчает толчки и вибрации, передаваемые на кузов.
Середина рессоры с помощью стремянок 16 крепится к кронштейну кожуха полуоси снизу для снижения центра «масс» автомобиля. Нижний лист рессоры делается тоньше остальных на 1,5 мм. Для предупреждения скрипа на концах листов рессоры по их опорной поверхности устанавливаются пластмассовые шайбы.
Все листы скреплены центровым болтом и четырьмя стяжными хомутами с резиновыми прокладками. Хомуты удерживаются от смещения штифтами, установленными в отверстия третьего и пятого листов. Головка центрового болта рессоры входит в отверстие кронштейна, фиксируя положение рессоры. Гидравлические телескопические амортизаторы двухстороннего действия, включенные в подвеску, наклонены к продольной оси автомобиля, что увеличивает жесткость подвески в поперечном направлении.
При полном прогибе рессоры кузов опирается на основной резиновый ограничитель (буфер). В подвеске имеется дополнительный резиновый ограничитель (буфер), укрепленный на кузове. При частичном прогибе рессоры он нажимает сверху на коренной лист. Этим достигается переменная жесткость рессоры, увеличивающаяся при возрастании нагрузки на подвеску.
На автомобиле ВАЗ-2108 подвеска задних колес независимая. Направляющим элементом подвески служит балка, которая состоит из продольных рычагов (рис. 93) и соединителя, сваренных между собой через усилители, имеющие как и соединитель V-образное сечение. Независимость хода задних колес обеспечивается тем, что детали, имеющие такое сечение, обладают большой жесткостью на изгиб и малой — на кручение. К рычагам, выполненным из трубы, приварены кронштейны для крепления амортизаторов и фланцы, на которых болтами закреплены оси ступиц задних колес и щиты тормозных механизмов колес.
Передней частью рычаги соединяются с кронштейном с помощью болта и резинометаллического шарнира.
Пружина, установленная на амортизаторе, нижней частью опирается на чашку, приваренную к резервуару амортизатора, а верхней — на опору, которая приварена к кузову. Буфер хода сжатия установлен на штоке амортизатора внутри пружинной подвески.
Амортизатор нижней проушиной крепится к кронштейну продольного рычага болтом через втулки. Верхнее крепление штыревое, т. е. шток крепится к верхней опоре через две резиновые подушки и опорную шайбу.
Задняя подвеска автомобиля ЗАЗ-968М независимая рычажная. Она состоит из кронштейнов (рис. 94), прикрепленных к полу кузова, и рычагов. К кронштейнам шарнирно прикрепляются рычаги подвески на резинометаллических шарнирах. Упругими элементами подвески являются две цилиндрические пружины и два телескопических амортизатора 10. Нижний конец пружины опирается на чашку, приваренную к корпусу амортизатора, а верхний на опорную чашку, укрепленную на щитке амортизатора.
Нижний конец амортизатора опирается на кронштейн рычага через резиновую и стальную втулки, а верхний крепится гайкой к специальной опоре кузова через резиновые подушки. К верхней части рычага прикреплен резиновый буфер, ограничивающий предельное перемещение рычага подвески вверх. Перемещения рычага подвески вниз ограничиваются крючком, входящим в прорезь серьги, прикрепленной к основанию кузова.
Амортизаторы служат для быстрого гашения колебаний автомобиля, возникающих в результате деформации рессор или пружин подвески, что повышает плавность хода автомобиля. На изучаемых автомобилях применяются гидравлические амортизаторы двухстороннего действия телескопического типа.
Амортизатор автомобиля ВАЗ-2105 состоит из цилиндрического резервуара 2 (рис. 95), к которому приварено дно с нижней проушиной. В резервуаре установлен рабочий цилиндр, в нижнюю часть которого запрессован корпус клапанов сжатия. Внутри рабочего цилиндра помещается поршень, укрепленный на штоке. В поршне смонтированы клапаны отдачи (снизу поршня) и перепускной клапан (сверху поршня).
Перепускной клапан имеет тарелку, сверху которой размещена пружина и ограничительная тарелка, прижатая к поршню. Клапан отдачи состоит из дисков , прижатых к внутренним отверстиям поршня пружиной , второй конец которой опирается на гайку. Клапан сжатия имеет тарелку с отверстиями, диски, пружину, обойму и корпус.
Для уплотнения на наружной поверхности поршня имеется уплотнительное кольцо. Сверху рабочий цилиндр закрывается гайкой резервуара с уплотняющим устройством.
Действие амортизатора основано на использовании гидравлического сопротивления, возникающего при протекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через отверстия, перекрываемые клапанами сжатия и отдачи.
При наезде колеса на препятствие шток и поршень перемещаются в цилиндре вниз (происходит ход сжатия) (рис. 95, а), под поршнем создается давление жидкости, которая, преодолевая сопротивление пружины, через перепускной клапан поступает в полость над поршнем. Одновременно часть жидкости, отгибая внутренние края дисков клапана сжатия, проходит в резервуар. Если ход сжатия происходит плавно, то давление жидкости будет недостаточно для отгибания внутреннего края дисков, поэтому жидкость в резервуаре будет проходить только через специальный вырез дроссельного (верхнего) диска клапана сжатия.
После проезда препятствия шток и поршень движутся вверх (происходит ход отдачи, рис. 95, б), давлением жидкости над поршнем отгибаются наружные края дисков клапана отдачи, и жидкость перетекает в полость цилиндра под поршнем. Одновременно из-за уменьшения давления под поршнем часть жидкости из резервуара, отгибая снаружи диски клапана сжатия, заполняет также пространство под поршнем. При плавном движении колеса вниз жидкость проходит через боковые вырезы дроссельного диска клапана отдачи.
Сопротивление при ходе сжатия в несколько раз меньше, чем при ходе отдачи, что необходимо для снижения силы удара на кузов при наезде колес на препятствие.
Амортизатор автомобиля «Москвич» унифицирован по конструкции с амортизатором автомобиля ВАЗ-2105; отличается лишь величиной хода штока и объемом заливаемой в него жидкости.
На автомобиле ЗАЗ установлены амортизаторы, по устройству и работе в основном аналогичные амортизаторам автомобиля ВАЗ и отличающиеся лишь конструктивным оформлением клапанов.
Устройство и работа внутренней части телескопических стоек передней подвески, а также устройство и работа амортизаторов задней подвески автомобиля ВАЗ-2108 не имеет значительных отличий от рассмотренных выше амортизаторов автомобиля ВАЗ.