Под плавностью хода понимается свойство автомобиля двигаться без значительных колебаний корпуса и передачи на него динамических нагрузок, возникающих при перекатывании колес через неровности опорной поверхности.
Возникающие в процессе движения автомобиля колебания (вибрации) тела человека оказывают сложное биологическое воздействие на его состояние, т.к. могут вызвать ряд изменений в организме, влияющих на функциональное состояние и уровень работоспособности.
Повышение плавности хода обеспечивается, прежде всего, за счет соответствующей компоновки автомобиля, определяющей распределение масс между осями; подбора параметров жесткости упругих устройств подвески: установки в подвеску амортизаторов с оптимальным сопротивлением; подрессоривания кабины и сидений, а также придания сидениям водителя и пассажиров упругих свойств.
Плавность хода автомобиля обеспечивают специальные механизмы, совокупность которых принято называть подвеской.
Подвеска автомобиля служит для обеспечения упругой связи между несущей системой и мостами или колесами автомобиля, уменьшения динамических нагрузок на несущую систему и колеса и затухания их колебаний, а также регулирования положения кузова автомобиля во время движения.
Подвеска автомобиля состоит из упругого, направляющего и гасящего элементов. Некоторые подвески включают также стабилизатор поперечной устойчивости.
Упругий элемент передает вертикальные нагрузки и снижает уровень динамических нагрузок, обеспечивая при этом необходимую плавность хода автомобиля. Направляющее устройство подвески передает силы и моменты между несущей системой автомобиля и колесами (мостами). Гасящий элемент обеспечивает затухание колебаний кузова и колес автомобиля.
Упругие элементы подвески делятся на металлические и неметаллические. Широкое распространение для зависимых подвесок получили металлические упругие элементы – листовые рессоры. Их широкое распространение объясняется тем, что листовые рессоры могут выполнять функции упругого элемента, направляющего и гасящего устройства. Листовые рессоры просты в изготовлении и удобны при проведении ремонтных работ. «-»: высокая металлоемкость, значительную массу и малый срок службы.
В качестве дополнительного упругого элемента (для получения оптимальной упругой характеристики) в задних подвесках грузовых автомобилей обычно применяют дополнительную рессору (подрессорник). При вступлении подрессорника в работу жесткость подвески увеличивается, обеспечивая оптимальную упругую характеристику.
Торсионы представляют собой стержни, работающие на скручивание. Как правило, их используют для независимых подвесок. «+»: большая удельная энергоемкость, меньшая масса неподрессоренных частей, возможность регулирования высоты кузова.
Пружинный упругий элемент – спиральная пружина, обычно имеет цилиндрическую форму. «+»: меньшая трудоемкость изготовления, большая удельная энергоемкость по сравнению с листовыми рессорами. При их установке требуется применять направляющее устройство(т. к. пружины не могут передавать продольные и поперечные усилия между колесами и несущей системой автомобиля) и гасящее устройство (так как в пружинах отсутствует трение).
Резиновые упругие элементы наиболее широко применяются в подвесках современных автомобилей в виде дополнительных упругих элементов, которые называются ограничителями хода (буферами). Часто внутрь буферов вулканизируют металлическую арматуру, которая повышает долговечность и служат для их крепления.
Буфера подразделяют на буфера сжатия и буфера отбоя. Первые ограничивают ход сжатия (когда колеса и кузов сближаются), вторые ограничивают ход отбоя (когда колеса и кузов расходятся).
Пневматические упругие элементы обеспечивают упругие свойства подвески за счет сжатия воздуха. «+»: наиболее простое регулирование жесткости подвески и высоты кузова, отсутствие трения в упругом элементе, меньший уровень шума и незначительная масса самого упругого элемента.
В результате того, что высота кузова не изменяется, увеличивается устойчивость автомобиля, замедляется изнашивание шин и повышается безопасность движения, так как улучшается освещение дороги из-за постоянства положения фар. Кроме того, на грузовых автомобилях облегчается погрузка-разгрузка, а в пассажирских автомобилях обеспечивается удобство входа-выхода пассажиров вследствие сохранения постоянной высоты подножек. Во время стоянки и при движении кузов автомобиля остается горизонтальным и не испытывает поперечных и продольных кренов при любом расположении в нем грузов и пассажиров.
«-»: высокую стоимость и сложность конструкции, увеличение массы автомобиля (вследствие необходимости применения компрессора, дополнительных резервуаров, аккумуляторов давления), наличие в их конструкции большого количества уплотнений.
На автомобилях особо большой грузоподъемности (БелАЗ) широкое применение получили гидропневматические подвески. В таких подвесках усилия сжатия воздуха или другого газа осуществляется через жидкость. Упругим и гасящим элементом такой подвески является гидропневматический цилиндр.
В зависимости от конструкции направляющего элемента подвески подразделяют на зависимые и независимые. Отличительной особенностью зависимой подвески является наличие жесткой балки, связывающей левое и правое колеса одной оси, вследствие чего перемещение одного из них в поперечной плоскости (в результате наезда на неровность дороги) передается другому.
Рычажно-телескопическая подвеска – основной тип передней подвески переднеприводных авто, что обусловлено простотой обеспечения привода ведущих управляемых колес, а малые габариты подвески приводят к уменьшению размеров колесных шин, что в свою очередь, обеспечивает большее пространство для размещения двигателя и агрегатов трансмиссии.
В качестве гасящих элементов в настоящее время преимущественное распространение получили гидравлические амортизаторы, в которых используется сопротивление жидкости, проходящей через ограниченное сечение – калиброванные отверстия, зазоры. Гидравлические амортизаторы классифицируют по характеру действия (1стороннего и 2стороннего) и по конструктивной схеме (телескопические и рычажные). Телескопические амортизаторы двухстороннего действия вследствие большей степени удовлетворения требованиям к амортизаторам и своих преимуществ получили большее распространение.
Амортизатор имеет несимметричную характеристику - сопротивление при сжатии меньше, чем при отдаче. Это необходимо для того, чтобы амортизатор гасил в основном собственные колебания кузова и подвески при отдаче и не препятствовал работе упругого элемента.
