Пристрій і принцип роботи стабілізатора поперечної стійкості задньої і передньої підвісок

Будь-якій людині, хоч раз сидів в автомобілі в момент проходження ним на високій швидкості поворотів, знайоме відчуття, що його якась сила намагається виштовхнути з машини або, по крайней мере, притиснути до її зовнішній стороні. Та й вона сама починає кренитися при русі по такому рельєфу. Ось для зменшення величини цієї сили і призначений стабілізатор поперечної стійкості (Anti-Roll bars).

Навіщо він потрібен?

При проходженні поворотів на авто діє доцентрова сила, спрямована від центру. Під її дією машина починає кренитися, навантаження на зовнішні колеса зростає, а на внутрішні зменшується. Відповідно зменшується зчеплення коліс з дорогою і погіршується керованість.

Особливо це актуально для машин с. Ось саме для компенсації погіршення:

• керованості;
• зчеплення коліс з дорогою;
• умов для безпечного руху

в конструкцію автомобіля вводять такий елемент як Anti-Roll bars. У різних моделей і марок машин його конструкція може відрізнятися, в ній використовуються різні стійки, важіль і втулки стабілізатора поперечної стійкості.

Принцип роботи стабілізатора поперечної стійкості і його реалізація

Стабілізатор поперечної стійкості - кругла металева штанга, якої надають часом досить химерну форму, через спеціальний важіль і стійку (в залежності від марки машини) з'єднує між собою елементи підвіски авто. Принцип, покладений в основу його роботи, можна краще зрозуміти за допомогою наведеного малюнка.

Розглянемо, навіщо потрібен, а також як працює передній стабілізатор поперечної стійкості. При русі авто в повороті виникає доцентрова сила притискає колесо, що рухається по зовнішньому радіусу, до дорожнього покриття, а внутрішнє навпаки намагається від нього відірвати. Так як елементи підвіски через важіль між собою зв'язує стабілізатор поперечної стійкості, виділений червоним кольором, а його середина закріплена нерухомо, то коли один його кінець йде вниз, а інший вгору, він працює як торсіон.

Частина зусилля, що виникає на розташованому з зовнішньої сторони колесі, передається на внутрішній, тим самим вирівнюючи навантаження між ними.

Як працює Anti-Roll bars в різних умовах

При всій зовнішній привабливості такого технічного рішення в багатьох випадках виникають сумніви про необхідність його використання. Найкраще це можна зрозуміти на прикладі позашляховиків. Як правило, у них задній міст має залежну підвіску, в цьому випадку, стабілізатор поперечної стійкості задньої підвіски стає не потрібен, з його роллю прекрасно справляється сам задній міст.

Такий підхід дозволяє зрозуміти обмеження, пов'язане з використанням стабілізатора. Для незалежної підвіски характерною особливістю є те, що кожне колесо самостійно відпрацьовує дорожній рельєф, при цьому одне ніяк не впливає на роботу іншого. Якщо ж ми поставимо передній стабілізатор, то підвіска перестає бути повністю незалежною, частина зусиль з одного колеса починає сприйматися іншим.

Конструкція подібного об'єкта на різних автомобілях може бути виконана по-різному, але характерною особливістю, яка описує його роботу, є жорсткість. Більш жорсткий стабілізатор поперечної стійкості, особливо передній, позбавляє незалежну підвіску властивих їй достоїнств, а задній стабілізатор поперечної стійкості впливає на стабільність положення машини при проходженні звивистій дороги і обертальність.

Таким чином, виникає основне протиріччя, характерне для класичного стабілізатора - він покращує поведінку автомобіля при русі в поворотах, і при цьому погіршує характеристики незалежної підвіски, що позначається на керованості авто. Крім того, поведінка машини залежить від жорсткості подібного елемента конструкції.

З іншого боку відмічено погіршення прохідності позашляховиків в умовах бездоріжжя, тому що стає можливим вивішування колеса через зменшення ходів підвіски. Тому виникає питання, навіщо він потрібен при русі в таких умовах, коли призначений для роботи тільки на високій швидкості в поворотах?

Варіанти усунення протиріч

Найкардинальнішим способом позбутися від подібних протиріч, є так звана, при якій стабілізатор стає не потрібен. У цьому випадку використовується принцип контролю положення кузова під час руху, що дозволяє виключити його крен при виконанні різних маневрів.

Іншим підходом, не настільки кардинальним, є застосування гідроциліндра замість стійки стабілізатора поперечної стійкості. При нормальних умовах, коли гідроциліндр замкнений, робота стабілізатора проходить в звичайному режимі. В умовах їзди по бездоріжжю, коли він не потрібен, з панелі приладів гидроцилиндр розблокується, і стабілізатор відключається.

Можлива його робота в автоматичному режимі, але для цього використовуються датчик бокового прискорення, гідронасос і гідроциліндри, блок управління. Гідроциліндр також використовується замість стійки. Коли автомобіль рухається прямолінійно, гидронасос вимкнений і стабілізатор працює як зазвичай. Якщо виникли бічні прискорення, включається насос і змінює тиск в гідроциліндрах. За умовами руху тиск може бути різним, чим забезпечується регульована жорсткість стабілізатора.

Однак гідроциліндр може кріпитися нема на важіль і стійку, а безпосередньо до кузова, як це реалізується в деяких автомобілях корпорації Тойота. Залежно від умов руху стабілізатор або заблокований, або розблоковано.

Такий елемент конструкції автомобіля, як Anti-Roll bars, має дещо двоїстий характер. З одного боку, він необхідний при русі машини на високій швидкості в поворотах, з іншого боку - погіршує характеристику незалежної підвіски, надаючи їй особливості, властиві залежною. Для того щоб уникнути подібного протиріччя, доводиться використовувати спеціальні конструкторські рішення.