Из чего состоит подвеска: Как устроена подвеска | Автомастер55.рф Омск СТО

Содержание

AUTO.RIA – Какие существуют типы подвесок?

Как устроена подвеска автомобиля?

Конструкция автомобильной подвески может быть разной, зависимо от типа, но кроме общего назначения любого типа подвески она имеет и схожие элементы. Одинаковыми для всех типов подвесок являются элементы обеспечения упругости, распределения направления сил, гасящие элементы и стабилизации поперечной устойчивости.


Покупка авто: какой тип привода выбрать?


Элементы, обеспечивающие упругость служат буфером между кузовом автомобиля и неровностями дорожного покрытия. Это элементы, первыми воспринимающие качество дороги и передают их на кузов в более мягкой форме. К ним относятся:

  • Пружины — работают во время сжатия. Бывают постоянной и переменной жесткости (с разной толщиной прута). В пружину устанавливается отбойник, сглаживающий колебания. Отбойник необходим, когда пружина сжата практически полностью.
  • Рессоры — набор упругих металлических листов, стянутых стремянкой. Каждый лист имеет разную длину.
  • Торсионы — представлены в виде трубы, внутри которой расположены скрученные стержни. Силу раскручивания торсионов используют в качестве элементов упругости.
  • Пневмо- или гидровневматический элемент — имеет форму баллона. Давление в нем создается за счет работы двигателя автомобиля.

Подвеска автомобиля. Крупно изображен сайлент-блок


Элементы, распределяющие направления сил также служат креплением подвески к кузову. Кроме того, эти детали передают силы на кузов и правильно располагают колеса относительно кузова по вертикали и горизонтали. Эти элементы — сдвоенные рычаги, а также рычаги поперечной и продольной установки.

Амортизатор или гасящий элемент для противодействия элементам упругости. Амортизатор нужен для сглаживания колебаний. Амортизатор выполнен в виде металлической трубы с элементами крепления. В амортизаторе применяется принцип гидравлического сопротивления. Различают масляные, газомасляные и пневматические амортизаторы. Некоторые амортизаторы имеют возможность настройки жесткости.


Что такое амортизатор?


Стабилизирующие элементы поперечной устойчивости выполнены в виде штанги в сборе с креплением к кузову. Штанга соединяет рычаги противоположных колес. Элементы стабилизации предназначены я того, чтобы распределять боковую нагрузку автомобиля в поворотах, а также для уменьшения кренов кузова.

Элементы подвески крепятся к кузову и опорам колеса с помощью болтов, сайлент-блоков и шаровых опор:

  • Сайлент-блоки впрессованы в рычаги и крепятся к кузову или подрамнику болтовыми соединениями.
  • Шаровые опоры выполнены в виде шарнирного механизма, крепящегося к рычагам и к опоре колеса. Шаровые опоры могут быть установлены на передней и задней подвеске.

Шаровая опора автомобильной подвески


Основные типы подвесок автомобиля

Особенность конструкции подвески может заключаться в два основных вида — это зависимая или независимая подвеска.

Зависимая подвеска — это жесткое соединение противоположных колес одной оси. Во время перемещения одного колеса в поперечной плоскости вызывает перемещение и второго колеса.


Независимая подвеска имеет сложную конструкцию. В такой подвеске колеса одной оси перемещаются независимо друг от друга. Из-за этого улучшается плавность хода автомобиля.


Независимая подвеска имеет множество вариантов исполнения и четкого подразделения на типы:

  • С качающимися полуосями.
  • Пружинная торсионная (на продольных рычагах).
  • С косыми рычагами.
  • С продольными и поперечными рычагами.
  • С двойными продольными и поперечными рычагами.
  • Торсионно-рычажная подвеска.
  • Подвеска типа «Макферсон».
  • Пневматическая и гидропневматическая подвеска.
  • Адаптивная подвеска.

 

Из чего состоит подвеска автомобиля

Подвеска любого современного автомобиля – это особый элемент, служащий переходным звеном между дорогой и кузовом. И сюда входят не только передние и задние мосты и колёса, но и целая совокупность механизмов, деталей, пружин и различных узлов.

Чтобы провести профессиональный ремонт, автомобилисту необходимо знать, из чего состоит подвеска автомобиля. В этом случае он сможет быстро обнаружить неисправность, провести замену детали или провести отладку.

Основные функции подвески

Устройство подвески

Подвеска любого современного автомобиля призвана выполнять несколько основных функций:

  1. Соединение мостов и колёс с основной несущей системой – рамой и кузовом.
  2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
  3. Обеспечение необходимой плавности хода.
  4. Сглаживание дорожных неровностей.

Все производители работают над повышением эффективности, надёжности и прочности подвески, внедряя более продвинутые решения.

Разновидности подвесок

Зависимая

Классические автомобильные подвески уже давно ушли в прошлое. Сейчас такие системы стали более сложными. Выделяют две основных разновидности:

  1. Зависимая.
  2. Независимая.

Независимая

Подавляющее большинство легковушек оснащается независимой подвеской. Она позволяет добиться большего комфорта и безопасности. Суть такой конструкции заключается в том, что колеса, располагающиеся на одной оси, никак жестко не связаны друг с другом. Благодаря этому, когда одно колесо наезжает на какую-то неровность, другое не меняет своего положения.

В случае с зависимой подвеской колёса соединяются жёсткой балкой и представляют собой фактически монолитную конструкцию. В результате этого пара движется синхронно, что не очень удобно.

Основные группы элементов

Расположение элементов подвески

Как уже было сказано, современная подвеска – это сложная система, где каждый элемент выполняет свою задачу, причем функций у каждой детали, узла или агрегата может быть сразу несколько. Все элементы перечислить очень трудно, поэтому специалисты обычно выделяют некие группы:

  1. Элементы, обеспечивающие упругость.
  2. Направляющие элементы.
  3. Амортизирующие элементы.

Для чего предназначается каждая из групп

Амортизатор

Упругие элементы предназначаются для сглаживания вертикальных сил, возникающих из-за неровностей дороги. Направляющие элементы отвечают непосредственно за связь с несущей системой. Амортизаторы гасят любые колебания и обеспечивают комфортность езды.

Основным упругим элементом являются рессоры. Они смягчают удары, колебания и негативные вибрации. Рессора – это большая и мощная пружина, отличающаяся высокой сопротивляемостью.

Устройство амортизатора

Одним из основных элементов подвески являются амортизаторы, выполняющие гасящие функции. Они состоят из:

  • верхней и нижней проушин, предназначенных для крепления всего амортизатора;
  • защитного кожуха;
  • цилиндра;
  • штока;
  • поршня с клапанами.

Гашение колебаний происходит в результате воздействия силы сопротивления, возникающих при перетекании жидкости или газа из одной ёмкости в другую.

Стабилизатор поперечной устойчивости

Ещё одной важной составляющей является стабилизатор поперечной устойчивости. Он необходим для повышения безопасности. Благодаря ему автомобиль во время движения на больших скоростях не так сильно отклоняется в стороны.

Подвеска играет ключевую роль в определении ходовых качеств легкового автомобиля. Многие производители стараются подобрать качественные детали и серьёзно подходят к вопросам оснащения. Нередко производители используют подвески той или иной компании, которая уже давно заявила о себе и доказала свою надёжность.

Видео

Посмотрите видео, в котором проводится обзор подвески на примере Nissan Almera G15:

Читайте другие наши статьи:

Как провести диагностику подвески

Какие подвески бывают

Тюнингуем подвеску самостоятельно

из чего состоит, виды, типы и назначение

Между дорогой, со всем её непредсказуемым, неровным характером и кузовом автомобиля расположена важная составная часть любого транспортного средства, которая отличает его от старой телеги – подвеска. Именно она обеспечивает сохранность пассажиров и груза, уровень комфорта, а также долговечность самой машины и стойкость всех механизмов к многочисленным ударам на неровностях.

Содержание статьи:

Для чего в машине подвеска

Всё, что есть в автомобиле, расположено над подвеской или под ней. Разделение грубое, но именно так проще всего понять разницу между подрессоренными и неподрессоренными массами.

О рессорах здесь говорится не в привычном смысле, а как об упругих элементах. Естественно, всё, что подрессорено, испытывает меньшие нагрузки, лучше сохраняется, а в отношении пассажиров можно говорить об уровне комфорта. Вот для этого и нужна подвеска.

Читайте также: Какие бывают амортизаторы, признаки неисправностей

Конструктивные элементы и груз не разрушатся от тряски, а люди сохранят свои позвоночники и смогут отдохнуть во время поездки даже по не очень ровной дороге.

При этом чрезмерно комфортную подвеску иметь нежелательно, машина плохо управляется. Всегда выбирается компромисс, в зависимости от назначения автомобиля.

Принцип работы

Желательно чтобы колёса автомобиля постоянно находились в контакте с дорогой, повторяя все её неровности, тогда машина сможет эффективно менять направление, разгоняться или тормозить.

Но если вместе с ними следовать профилю покрытия станет и кузов, то от такой езды мало кто получит удовольствие, поэтому подвеска должна сохранять в идеале его неизменное положение, ликвидируя нежелательные ускорения и перегрузки.

Даже при одиночном воздействии на подвеску она может перейти в колебательное движение.

Кузов начнёт раскачиваться на собственной резонансной частоте. Эту энергию надо обязательно погасить, обычно простым переводом в тепло.

Отсюда вытекает примерный состав функциональных узлов, входящих в состав подвески:

  • упругие элементы, разобщающие жёсткую связь неподрессоренных масс (колёс и ступичных узлов) с кузовом;
  • демпфирующие устройства, чаще называемые амортизаторами;
  • система рычагов и шарниров, задающих нужную траекторию перемещения колёс относительно кузова;
  • дополнительные узлы, синхронизирующие работу отдельных колёсных подвесок, например стабилизаторы продольной и поперечной устойчивости.

Вариантов исполнения много, это обуславливают и исторические факторы, и разнообразие применения автомобилей, и вопросы стоимости.

Устройство

Каждое колесо вращается в ступичном подшипнике, наружная обойма которого жёстко связана с нижней точкой крепления направляющего аппарата подвески.

Обычно это так называемый кулак или балка в случае неразрезного моста. Верхней точкой будет соединение с кузовом. Понятие точки – условное, их может быть несколько.

Между креплениями располагаются параллельно работающие упругий и демпфирующий элементы. За передачу усилия строго вдоль их осей отвечает направляющий аппарат в виде рычагов с расположенными на их концах шарнирами.

Чем подвеска совершеннее и сложнее, тем этих рычагов больше, каждый отвечает за точность траектории перемещения колеса.

В некоторых конструкциях функции элементов объединены, например при рессорной подвеске, когда сама рессора может одновременно работать в качестве рычага, упругого элемента и даже частично амортизатора, используя трение между своими листами.

Классификация

Укрупнённо принято разделять типы подвесок по степени связи колёс одной оси между собой. Не касаясь тех конструктивных решений, когда эта связь вносится умышленно в любой тип для акцентирования отдельных качеств, суть при этом не меняется.

Независимая

Направляющий аппарат выполняется таким образом, что перемещения одного колеса никак не влияет на все прочие. Разве что через кузов, который всё же изменяет своё положение из-за неидеальности подвески.

Достигается это отсутствием механических связей между колёсами одой оси. Каждое имеет свой направляющий аппарат, упругие элементы и амортизаторы. Использование стабилизаторов не считается.

Полузависимая

Такой тип подразумевает наличие силового элемента, связывающего подвески колёс одной оси. Но он выполняется упругим, то есть жёсткой связи нет. Это усложняет обеспечение требований по комфорту и управляемости, зато несёт с собой конструктивную простоту и избавляет от дублирования некоторых элементов направляющего аппарата.

Классический пример – торсионная балка задней подвески на бюджетных легковых автомобилях с передним приводом. Подвеска получается очень компактной, лёгкой и отличается высокой надёжностью за счёт малого количества шарниров.

Зависимая

Самый простой тип подвески, применяется ещё со времён первых автомобилей. Колёса одной оси располагаются на концах жёсткой балки, иногда выполняющей роль корпуса неразрезного приводного моста.

Читайте ещё: Что такое дорожный просвет и 6 способов его увеличения

Смещения каждого колеса однозначно влияют на траекторию другого, обе ступицы всегда расположены на одной геометрической оси. К этой же балке крепятся упругие элементы, амортизаторы и рычаги.

Конструкция отличается простотой, рекордной прочностью, надёжностью, но при этом машина плохо управляется. Зато дорожный просвет под балкой не зависит от работы подвески.

Виды независимых подвесок

Теоретически лучшей подвеской можно считать независимую. Однако над её прочностью, точностью траекторий и стоимостью много работали, что привело к многообразию конкретных технических решений и патентов.

МакФерсон

Появление этой самой популярной сейчас подвески способствовало желание конструкторов создать наиболее компактный, лёгкий и недорогой вариант.

В результате появилась подвеска свечного типа, где один узел, совмещающий упругие, демпфирующие и частично направляющие функции, получил название стойки МакФерсона по имени разработчика окончательного варианта.

Стойка представляет собой телескопическую свечу, внутри которой расположен амортизатор, с надетой на него пружиной подвески. Жёсткая в поперечном направлении конструкция позволила избавиться от верхнего рычага.

Достаточно укрепить её нижнюю часть рычагом или двумя растяжками с шарнирами. Сложно придумать что-то более простое и компактное. Однако пришлось решить ряд технологических вопросов, с чем успешно справились.

Недостатки в виде повышенного трения и нечёткой траектории не помешали применять её сейчас на большинстве легковых автомобилей, к которым не предъявляется завышенных требований по управляемости.

Двухрычажная

Иначе её называют параллелограммной. Состоит из верхнего и нижнего треугольных рычагов, к которым через шаровые опоры или шкворни крепится кулак со ступицей.

За счёт образованного конструкцией параллелограмма углы наклона колеса при работе подвески почти не изменяются, что позволяет точно удерживать оптимальный контакт колеса с дорогой.

Прочность данного типа и хорошие характеристики управляемости делают такую подвеску уместной на очень многих автомобилях, включая внедорожники, спорткары и представительский класс.

Прочитай обязательно: Как устроен и работает гидроусилитель рулевого управления

Расплатой становятся некоторая сложность, большой занимаемый объём и количество шарниров, в роли которых могут выступать жёсткие шаровые опоры или мягкие резинометаллические сайлентблоки.

Многорычажная

Хорошим дополнением к независимой подвеске может стать возможность запрограммированного изменения углов установки колёс. Это достигается сложной траекторией колеса, что возможно при использовании нескольких рычагов, от трёх до пяти на каждое колесо.

Возникают разные эффекты, как адаптация развала при ходах подвески, так и пассивное подруливание оси. Хорошо настроенная «многорычажка» обеспечивает машине отточенную управляемость при сохранении высокой плавности хода.

Недостатки те же – сложность, цена, частое обслуживание, трудности с компоновкой.

Пневматическая

Любая подвеска может быть пневматической, поскольку это касается исключительно упругих элементов, в роли которых выступают пневмобаллоны. По характеристикам они работают более точно, чем пружины и, тем более рессоры, одновременно позволяя реализовать другие функции.

Такими упругими элементами можно управлять, оперативно изменяя в них давление. Это позволит изменять клиренс и жёсткость подвески, адаптируя её к разным дорогам.

Теряя при этом в надёжности, затратам на оборудование и ремонт. Поэтому пневматика применяется только на относительно дорогих автомобилях, обычно в сочетании с регулируемыми электроникой амортизаторами.

Гидравлическая

Если добавить к пневмобаллону отделённую мембраной полость с закачиваемой туда жидкостью, то становится возможным объединить в одном блоке амортизаторы, пневмоподвеску и возможность расширенного регулирования характеристик.

Это позволит изменять клиренс, исключать клевки кузова, менять жёсткость и точно отслеживать все неровности. Конструкция получается настолько же эффективной, насколько дорогой, ненадёжной и сложной в эксплуатации.

Применяется редко и только на премиальных или достаточно экзотических автомобилях.

Торсионная

Разновидность любой подвески, где в качестве упругого элемента применён скручивающийся стержень из пружинной стали или пакета листов. Используется там, где конструктивно проще компоновать торсионы, чем пружины или рессоры.

Имеет довольно ограниченное применение, поскольку принципиальными преимуществами не располагает.

Электромагнитная

Под этим термином объединяется целый ряд подвесок, использующих преобразование магнитных свойств материалов под воздействием электрического тока. От линейных электродвигателей до управляемых амортизаторов.

Общее свойство одно – безынерционность, а значит возможность мгновенной реакции на внешние воздействия. Применяя компьютеры и всевозможные датчики можно заставить подвеску идеально точно отслеживать дорогу, сохраняя положение кузова неизменным.

Хотя рабочие экземпляры уже есть, даже имеются тюнинговые комплекты для серийных машин, широкое применение этой самой перспективной подвески ещё впереди.

Спортивная

В зависимости от категории автоспорта спортивной может быть любая подвеска. От внедорожной с огромными ходами до шоссейно-кольцевой, где перемещение колёс измеряется миллиметрами.

Тип push-rod и pull-rod

Типично гоночные разновидности подвесок, где упругие элементы сосредоточены в центре кузова, а усилие на них передаётся через тянущие (pull) или толкающие (push) штанги. Сам направляющий аппарат обычно двухрычажного типа.

Решаются очень специфические задачи, стоящие перед конструкторами гоночных «формул», то есть машин с открытыми колёсами. Там просто негде ставить обычные пружины с аэродинамической или компоновочной точек зрения. Какой тип штанги лучше – не знает никто, сами конструкторы иногда раз в несколько лет меняют своё мнение.

 В каких машинах неубиваемая подвеска

Понятие неубиваемости можно рассматривать по-разному. Это и прочность, и энергоёмкость, и качество изготовления. Неубиваемой можно считать практически любую подвеску серьёзных внедорожников.

Например, Toyota Land Cruiser конца 20 века, когда этому качеству уделялось большое внимание, а сами подвески были отработаны многолетним производством.

Или другой пример – Renault Logan, точнее все машины на платформе «B0». Их подвески специально разрабатывались под страны третьего мира и с задачей справились успешно.

То же можно сказать о старых седанах Mercedes, сделанных во времена заботы о долговечности ходовой на любых дорогах мира. И совсем уж спорный пример – любые машины, разработанные в СССР. Достаточно ознакомиться с условиями, в которых эти автомобили проходили государственные испытания.

Но сейчас такой задачи перед автостроителями уже не стоит. Проще отремонтировать, чем закладывать большой запас прочности и долговечности.

Общее устройство подвески автомобиля.

Подвеска автомобиля – это совокупность устройств и деталей соединяющий колёс с несущей системой автомобиля (Кузов автомобиля) подвеска воспринимает и частично поглощает воздействие неровной дороги на автомобиль, гасит колебания кузова и колёс обеспечивая колёсам необходимый характер перемещения относительно кузова так же передаёт боковые и продольные силы, воздействующие на колёса к несущей системе 

Подвески классифицируются на:

— зависимая подвеска

— независимая подвеска

— полунезависимая подвеска (является промежуточным звеном между зависимой и независимой подвеской)

 

Зависимая подвеска – колёса одной оси жёстко связаны между с собой таким образом колёса между собой зависимы и при наезде на неровность одним колесом второе наклоняется на тот же угол, выполняется в виде жесткой балкой на современных легковых автомобилях практически не применяется 

Только на внедорожниках, широко используется на грузовых автомобилях.

 

 

 

Независимая подвеска – У независимой подвески колеса одной оси не имеют жесткой связи между с собой при наезде на неровность одно из колес может изменять положение, при этом не изменяя положения второго колеса. Выполняется в разнообразных вариациях, самая распространённая независимая подвеска выполняется по типу «МакФерсон» Независимая подвеска устанавливается на передней оси практически на всех легковых автомобилях, на автомобилях высоко ценовой категории независимая подвеска так же устанавливается и на задней оси (реже в средней ценовой категории).

 

 

Полунезависимая подвеска (некоторые классифицируют её как зависимая подвеска) – промежуточное звено между зависимой подвеской и независимой подвеской. В полунезависимой подвески, в место жёсткой балки применяется торсионная балка, которая позволяет снизить зависимость колёс одной оси благодаря скручиванию балки, устанавливается на задней оси на многих легковых автомобилях бюджетного и среднего класса.

 

Подвеска состоит из:

—  Опоры колёс

—  Направляющие детали колёс

—  Упругих элементов

—  Стабилизатор поперечной устойчивости

—  Элементы крепления подвески

 

Опоры колёс – Соединяющая деталь колеса с направляющими деталями подвески состоит из — Ступицы колеса, подшипник ступицы, поворотный кулак. К ступице колеса крепится тормозной диск и колесо, а сама ступица через подшипник ступицы фиксируется на поворотном кулаке позволяя колесу вращаться, на поворотном кулаке имеются крепления для установки необходимых деталей таких как: тормозной суппорт, направляющих деталей колёс, рулевые наконечники.

На задней подвеске, поворотного кулака нет здесь ступица колеса с подшипником ступицы может фиксироваться сразу на направляющих деталях.

 

 

Направляющие детали колёс – Обеспечивают необходимый характер перемещения колёс относительно кузова, а так — же передают боковые и продольные силы, воздействующие на колёса.

Направляющими деталями являются рычаги, и амортизаторная стойка в подвеске «МакФерсона» для нежесткого соединения в рычагах используются сайлентблоки и шаровые опоры, а в амортизаторной стойке используется опора с подшипником.

В роли направляющих деталей могут использоваться разнообразные рычаги, амортизаторные стойки, балки мостов.

 

 

Упругие элементы – Детали которые при воздействие внешних сил деформируются, а после снятия внешних усилий восстанавливают свою первоначальную форму. В автомобиле упругие элементы воспринимают и передают преимущественно вертикальные силы, воздействующие на колёса, а за счёт деформации сглаживают воздействие неровной дороги на автомобиль.

В роли основного упругого элемента могут использоваться:

— пружина

— торсион

— листовые рессоры

— пневморессора

— Амортизатор

 

 

Торсион – выполнены в виде металлического стержня, работающего на скручивании, в легковых автомобилях встречается редко.

 

Листовые рессоры —  выполненные в виде металлических листов, в легковых современных автомобилях не применяются только лишь на некоторых внедорожниках, в основном используются на грузовых автомобилях и автобусах.

 

Пневморессоры – выполненные в виде баллонов с воздухом где воздух благодаря своим свойствам сжиматься выполняет роль упругого элемента. Пневморессоры имеют отличные ходовые показатели, но за счёт сложности всей системы и дорогого обслуживания используются на автомобилях высокой ценовой категории. В основном распространены на грузовом транспорте.

 

Пружина – Самый распространённый вид упругого элемента, который имеет хорошие ходовые характеристики и невысокую цену.

 

Амортизатор —  Устройство гасящее колебание упругого элемента и как последствие кузова и колёс тем самым повышая сцепление колёс с дорогой. Амортизатор на подвеске «МакФерсона» выполняет функцию направляющей детали колёс.

 

 

Стабилизатор поперечной устойчивости – представлен в виде торсионной штанги соединённый концами через стойки стабилизаторов с подвижными элементами подвески, а средняя часть стабилизатора закрепляется втулками стабилизатора на подрамнике подвески либо на кузове автомобиля.

При равномерном наезде на препятствие стабилизатор не работает и свободно вращается во втулках в случае наезда на препятствие одним из колёс стабилизатор работает на скручивание (скручивается по принципу торсиона) и тянет за собой второе колесо делая колёса немного зависимыми. Служит для уменьшения боковых кренов при поворотах.

Элементы крепления подвески – служат для соединения деталей подвески между собой и кузовом автомобиля, так как многие детали подвески движутся относительно друг друга в соединениях применяются не жёсткие крепления к таким деталям можно отнести:

— Сайлентблоки

— Шаровые шарниры

— Опоры амортизаторов

— Втулки стабилизатора

— Подрамник подвески (используется как промежуточная деталь крепления)

Сайлентблоки – Данная деталь состоит из двух металлических втулок объединенных резиновой вставкой, благодаря резиновой вставкой втулки имеют необходимый ход, а так — же частично гася вибрации подвески.

Сайлентблоки применяются в рычагах подвески, торсионных балках, амортизаторах, подрамниках подвески.

 

Шаровый шарнир – Состоит из металлического стержня, корпуса, вкладыша пластикового или полимерного. Стержень внутри корпуса может двигаться и вращаться что позволяет соединённым деталям иметь определенный ход. Используется в рычагах подвески где рычаг через шаровой шарнир крепится к поворотному кулаку. Шаровая опора объединена с рычагом или делается съёмной деталью, шаровые шарниры так же могут применяться в стойках стабилизатора, в рулевом наконечнике, в рулевой тяге.

 

Опоры амортизаторов – амортизаторы крепятся через сайлентблоки реже через другие резиновые крепления, а верхние опоры передних амортизаторов, значительно отличается своим устройством, например, в подвески «МакФерсона» в амортизаторе в верхней опоре устанавливается опорный подшипник так как в такой подвеске амортизатор вращается вместе с колесом, в других видах передней подвески амортизатор может не вращаться, а в верхней опоре будет отсутствовать опорный подшипник.

 

Втулки стабилизатора – Резиновый втулки через которые стабилизатор крепится к подрамнику или кузову автомобиля, стабилизатор может свободно вращаться во втулках.

 

Подрамник – Жесткая рама служащая опора для некоторых деталей подвески, может устанавливаться как спереди, так и на задней оси так же подрамник может отсутствовать, а подвеска будет крепиться непосредственно к несущей системе. Так же подрамник может служить опорой для двигателя и коробки передач рулевой рейки и других механизмов  

 

Подвеска автомобиля — схема, устройство, виды

Что такое подвеска современного транспортного средства и ее предназначение? В первую очередь, это совокупность отдельных узлов и агрегатов, выполняющих роль промежуточного звена между дорожным полотном и собственно автомобилем. Именно эта система кардинально решает проблему сглаживания, или «гашения», колебаний, вызванных неровностями дорожного полотна. Кроме того, подвеска автомобиля, схема которой представлена ниже, обеспечивает надежное соединение кузова транспортного средства и колес.

Функциональное предназначение подвески можно сформулировать следующим образом: осуществление устойчивой связи между кузовом транспортного средства и его колесами с одновременной минимизацией воздействия колебательных процессов, вызванных неровностями дорожного полотна. 

Устройство подвески автомобиля

Подвеска современного автомобиля представляет собой достаточно сложную в техническом исполнении систему, состоящую из следующих узлов и агрегатов:    

  • Упругие элементы. Компоненты системы, обладающие специфическими физическими характеристиками и равномерно  передающие нагрузку от дороги кузову автомобиля. Подразделяются на неметаллические (резиновые, пневматические, гидропневматические) и металлические (торсионы, рессоры, пружины) детали.

  • Амортизаторы, или «гасящие» устройства, функциональное предназначение которых заключается в действенном нивелировании колебательных движений кузова автомобиля, получаемых от упругих элементов. Могут иметь пневматическое, гидравлическое или гидропневматическое конструктивное исполнение.

  • Направляющие элементы – звенья системы, не только обеспечивающие надежное соединение кузова и подвески, но и  устанавливающие положение колес относительно кузова и наоборот. К ним относят разнообразные рычаги, как поперечные, так и продольные. 

  • Стабилизаторы поперечной устойчивости, выполняемые в виде упругой металлической штанги, соединяющей кузов транспортного средства с подвеской. Основная функция данного элемента – противодействие росту угла крена автомобиля, возникающего в процессе его движения. 

  • Опоры колес, или специальные поворотные кулаки, предназначенные для восприятия и последующего распределения нагрузок от колес на подвеску.

  • Элементы крепления отдельных деталей, агрегатов и узлов системы. Выполняются в виде жестких болтовых соединений, шаровых шарниров (опор) или композитных сайлентблоков.

Основные варианты подвески  

Устройство подвески автомобиля, безусловно, является прерогативой производителя. Тем не менее, в настоящее время, существует несколько основных (наиболее распространенных) вариантов систем подвески, различающиеся конструктивным исполнением направляющих элементов:

Зависимая подвеска

Основным конструктивным элементом данного типа подвески является жесткая балка, выполняющая роль неразрезного моста между колесами (правым и левым). Характерная особенность этого элемента заключается в зависимости (передаче перемещения в поперечной плоскости) одного колеса от другого. Современные производители применяют данный тип подвески на малотоннажных грузовиках, автомобилях коммерческого предназначения, а  также в качестве задней подвески на некоторых моделях внедорожников.  

Наибольшее распространение получила зависимая подвеска, оснащенная направляющими рычагами или базирующаяся на продольных рессорах.

Видео — Подвеска автомобиля (ходовая часть)

Независимая подвеска  

Данная подвеска автомобиля, схема которой предполагает независимость правых и левых колес автомобиля друг от друга, характеризуется повышенными амортизационными качествами, обеспечивающими плавностью хода. Это обусловило достаточно успешное ее применение в качестве передней и задней подвески легковых автомобилей.

Основой независимой подвески служат амортизаторы, или «гасящие» устройства. В настоящее время широко используются пневматические (газовые), гидропневматические (газо-масляные) и гидравлические (масляные) амортизаторы.

Активная подвеска 

Третьим вариантом, имеющим более сложное конструктивное исполнение, является активная подвеска автомобиля, схема которой включает возможность изменения технических параметров в зависимости от условий эксплуатации автомобиля. Реализуются эти возможности посредством специализированной системы электронного управления.

Перечень изменяемых параметров:

  • степень жесткости упругих элементов;

  • уровень демпфирования «гасящих» устройств;

  • длину направляющих элементов;

  • степень жесткости  стабилизаторов поперечной устойчивости. 

Из чего состоит подвеска, что губит ее детали

Колесо, подпрыгнувшее на ухабе и из-за упругости шины продолжающее скакать дальше, не способно тормозить, разгонять или поворачивать автомобиль, а также сопротивляться его уводу с траектории движения под действием боковых сил. Удерживать колеса в постоянном контакте с дорогой, а также смягчать толчки, передающиеся на кузов при проезде неровностей, и гасить вызванные ими колебания кузова должна подвеска.

Немного теории

Контакт колес с дорожным покрытием является обязательным условием стабильной управляемости и устойчивости автомобиля во время движения. Демпфированием ударов от дорожных неровностей и гашением колебаний кузова опять-таки обеспечивается устойчивость, но в еще большей степени — ездовой комфорт тех, кто в машине едет.

Однако фундаментальное, хотя и банальное предназначение подвески — с ее помощью колеса соединяются с основанием автомобиля, роль которого в легковых моделях, как правило, возлагается на несущий кузов либо прикрепленные к нему подрамники.

Можно выделить три группы элементов, благодаря которым подвеска выполняет свои обязанности. Направляющие элементы определяют, во-первых, характер связи колес друг с другом и кузовом, по которой подвески подразделяются на зависимые и независимые, во-вторых, кинематику перемещения колес относительно кузова при кренах, сопровождающих движение по любой непрямой траектории, и проезде автомобилем дорожных неровностей.

Упругие элементы воспринимают и смягчают удары, передающиеся кузову при наезде колеса на неровности, а также сопротивляются стремлению колеса оторваться от дороги.

Демпфирующие элементы тоже воспринимают нагрузки и уменьшают их динамическую составляющую, но в первую очередь они предназначены для гашения колебаний кузова и колес, возникающих вследствие движения по неровной дороге и стремящихся продолжаться по причине того, что подвеска вкупе с колесами представляет собой упругую систему.

При известном конструктивном разнообразии элементов подвески некоторые из них способны совмещать функции. Например, стабилизатор поперечной устойчивости, работая как упругий элемент, одновременно может выполнять обязанности направляющего устройства, а многолистовые рессоры помимо работы в качестве упругих и направляющих элементов способны еще и гасить колебания кузова за счет трения между отдельными листами.

Тем не менее, несмотря на многообразие типов подвесок и компонентов, из которых они состоят, в большинстве современных подвесок функции между их отдельными узлами разделены. Основными элементами, определяющими кинематику перемещения колес относительно кузова, являются рычаги, в качестве упругих элементов применяются пружины, реже — торсионы и пневмобаллоны, а за гашение колебаний кузова отвечают амортизаторы. 

Ахиллесова пята рычагов

Из всех перечисленных выше узлов подвески чаще всего в эксплуатации проблемы возникают со стабилизаторами и рычагами. Сами рычаги беспокоили бы редко, если бы выходили из строя только из-за коррозии, от которой они страдают так же, как и другие металлические детали автомобиля, либо из-за деформации, ставшей результатом ДТП или сильного удара рычага о препятствие на дороге.

Однако есть в рычагах детали, предназначенные для их соединения с кузовом с одной стороны и колесами с другой. Чтобы обеспечить подвижность колеса относительно рычага и рычага относительно кузова, эти детали представляют собой шарниры. Конструкция шарнира определяется количеством степеней свободы, которые он должен обеспечивать.

В передних подвесках современных легковых автомобилей для крепления рычага к поворотному кулаку колеса обычно используются шаровые опоры.

В то же время крепление рычагов к кузову или подрамнику, а также подрамника к кузову осуществляется с помощью сайлент-блоков. В задних подвесках преимущественно применяются сайлент-блоки, реже — подшипники качения. Все упомянутые детали имеют ограниченный и сравнительно небольшой срок службы, по истечении которого требуют замены, что делает шарнирные соединения самыми слабыми местами в подвесках, то и дело беспокоящими владельцев любых автомобилей.

Меняться шарниры могут отдельно от рычагов, но когда они интегрированы в рычаг или, говоря иначе, когда замена шарниров отдельно от рычага не предусмотрена, а стало быть, меняются они только вместе с рычагом, их выход из строя и есть то, что гораздо чаще, чем удар или коррозия, досрочно прерывает «карьеру» рычага, хотя сам он мог бы еще послужить.

Шаровая опора

Типовая шаровая опора состоит лишь из четырех основных деталей — корпуса, пальца, пластмассового вкладыша, называемого также сухарем, и пылезащитного чехла. Выходят опоры из строя из-за появления люфта в сочленении сферической головки пальца с сухарем. Чаще всего причиной люфта является износ сухаря, который с учетом условий работы шаровой опоры считается естественным.

Преждевременным, или, другими словами, неестественным, выходам из строя шаровые опоры обязаны, во-первых, ударным нагрузкам, которые передаются на сухарь при неаккуратных проездах дорожных неровностей и вызывают смятие материала вкладыша, во-вторых, коррозии шаровой головки пальца.

Чем выше скорость движения автомобиля и острее преодолеваемая неровность, тем сильнее удары. Коррозию вызывает влага, которая способна попасть внутрь шарнира только в случае негерметичности пыльника. Кроме влаги в шарнир проникает грязь, ускоряющая абразивный износ сухаря. 

Отсюда рекомендации соблюдать аккуратность при движении по дорогам, изобилующим рытвинами, и следить за состоянием пыльника и правильностью посадки его кромок. Других способов позволить шаровой опоре отходить столько, сколько ей отмерил производитель, нет.

Сайлент-блоки

Конструкция сайлент-блоков еще проще. В общем случае это резиновая деталь цилиндрической формы, размещенная между двумя металлическими втулками-обоймами.

В зависимости от того, с какими углами закручивания и перекоса предстоит работать сайлент-блоку, какую он должен иметь податливость и других требований, изменяются размеры обойм, в резиновом элементе могут предусматриваться прорези, он может быть привулканизирован к втулкам, а может быть запрессован между ними с сильным обжатием. Внутренняя обойма крепится болтом к кузову или подрамнику, наружная — запрессовывается в проушину рычага. Нередко роль наружной обоймы выполняет поверхность проушины в рычаге подвески. 

Сколь проста конструкция, столь же незатейливы и причины выхода сайлент-блоков из строя — истирание, разрушение из-за появления усталостных трещин в резине или отслоения привулканизированной резины от втулки, после чего резиновый элемент начинает проворачиваться внутри узла. На срок службы сайлент-блока влияет величина углов возможного закручивания резинового элемента, которые тем больше, чем хуже дорожные условия эксплуатации, а также характер силового нагружения шарнира, опять-таки зависящий от условий движения.

Поскольку наконечники стоек многих стабилизаторов имеют шаровую конструкцию, а их втулки со скобой крепления в качестве внешней обоймы работают подобно сайлент-блокам, сказанное выше можно отнести и к этим деталям.

Внешним свидетельством неисправности шаровых опор, сайлент-блоков, стоек и втулок стабилизатора является стук, прослушиваемый при переезде колесами неровностей или при резком торможении. Однако еще задолго до того, как вышедшие из строя шарниры начнут напоминать о себе стуком, ухудшается устойчивость и управляемость автомобиля, колеса проявляют склонность к вилянию.

Процесс этот постепенный и достаточно длительный. В результате водители неосознанно подстраиваются под ухудшающуюся работу подвески и часто просто не представляют, что в подвеску уже требуется вмешательство. О том, как самостоятельно проверить состояние шарниров, мы рассказывали в статье «Что гремит, стучит, люфтит: своими руками ищем неисправности в ходовой части автомобиля».

Амортизаторы

Разновидности сайлент-блоков применяют в шарнирах тяги Панара, механизма Скотта-Рассела, проушинах амортизаторов, но если плавно перейти к долговечности самих амортизаторов, то определяющим срок их службы в большинстве случаев является состояние сальника, уплотняющего шток.

Если сальник изношен, амортизатор начинает течь. Помимо этого, изношенный сальник пропускает грязь к направляющей штока, что вызывает ее износ, а также износ самого штока.

Грязь попадает в рабочую жидкость и переносится на пластинки клапанов, где оседает и нарушает работу клапанных систем. Если амортизатор газонаполненный или газовый, то при проблемах с сальником газ из него выходит. Первый признак неисправности — долго не затухает раскачивание кузова, вызванное наездом на дорожную неровность.

Противостоит преждевременному износу сальника пылезащитный чехол, поэтому если сальник — самое слабое место амортизатора, то пыльник — наиболее важная для долговечности амортизатора деталь.

Также влияет на срок службы состояние отбойников и опор амортизатора.

Разумеется, сказываются на сроке службы амортизаторов дорожные условия и способность водителя изменять в соответствии с ними манеру езды, выбирать наиболее приемлемую для тех или иных условий скорость движения. Надо понимать, что внешние ударные нагрузки превращаются внутри амортизатора в гидроудары по сальнику и клапанам. Сила гидроудара зависит от величины внешней нагрузки.

Пружины

От пружин можно ждать два неприятных сюрприза — проседание и поломки. Срок службы при естественном развитии событий зависит от действия двух факторов — усталости и коррозии. Усталостная прочность пружин не беспредельна. В регулярно сжимающейся и разжимающейся пружине накапливаются напряжения, а их количество когда-нибудь неизбежно переходит в новое качество — в материале прутка, из которого изготовлена пружина, появляется микротрещина. Она выводит из игры часть сечения прутка, что сравнимо с тем, будто пружина в этом сечении стала тоньше. Коррозия тоже истончает сечение, а чем пружина тоньше, тем она податливее.

Теперь прибавим усердие, с которым некоторые владельцы регулярно превращают легковые автомобили в грузовики, вспомним про езду не разбирая дороги — и получим дополнительные факторы, отражающиеся на сокращении срока службы пружин.

К торсионам сказанное тоже относится — неслучайно теория рассматривает пружину как витой торсион, упругость которого обеспечивается не за счет сжатия, а благодаря закручиванию сечений витков при сжатии пружины.

Так кто же виноват?

Для полноты картины не помешает упомянуть про влияние, которое оказывает на ходимость деталей подвески качество их изготовления по принадлежности к различным торговым маркам, или, например, правильность установки новых деталей взамен вышедших из строя, а также поговорить про проблемы гидропневматических подвесок с электронным управлением. Однако как картину ни дополняй, ничего нового мы не откроем, если только не начнем рассуждать о сговоре между продавцами запчастей для ремонта подвески и службами, в чьем ведении находится состояние дорог.

Неисправности подвески на самом деле вынуждают владельцев обращаться на СТО чаще, чем с проблемами других механизмов, агрегатов и систем автомобиля, но неоспоримо лишь то, что велик вклад и самих владельцев в то, что детали подвески не выдерживают столько, сколько могли бы продержаться даже на тех дорогах, по которым нам предлагают ездить. Кто сказал, что у России две беды, науке неизвестно, но мы можем констатировать, что у подвески беды те же.

Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора
ABW.BY

Огромный выбор деталей подвески и других б/у запчастей для любых автомобилей на сайте BAMPER.BY. Поиск любой запчасти — в три клика!

Из чего состоит подвеска автомобиля схема. Что такое подвеска? Устройство подвески автомобиля, виды и функции (фото)

Для чего нужна подвеска автомобиля? В ее задачи входит не только обеспечение комфорта. Ее конструкция, настройки, состояние прямым образом влияют на управляемость и на торможение. Иначе говоря, это один из ключевых и неотъемлемых элементов любого автомобиля.

Говоря о том, из чего состоит подвеска, можно распределить все ее узлы по выполняемой роли на несколько групп:

  • упругие элементы (пружины, рессоры) нужны для обеспечения рабочего хода подвески и возврата колеса в изначальное состояние после проезда неровности;
  • демпфирующие элементы (амортизаторы, стойки) гасят раскачку кузова, не давая ему войти в резонанс с ударами от неровностей;
  • направляющие элементы ходовой (рычаги) задают траекторию движения ступицы при ходе подвески и повороте колеса.

При этом один элемент может выполнять и несколько функций. Например, телескопическая стойка — это одновременно и амортизатор, демпфирующий колебания, и направляющая, вокруг которой поворачивается кулак в подвесках МакФерсон.

Типы подвесок

Все подвески принято делить на две основные группы: зависимые и независимые.

В независимой оба колеса на одной оси не имеют жесткой связи друг с другом, что позволяет им самостоятельно отрабатывать неровности и крены кузова. В зависимой же, напротив, колеса всегда находятся на одной оси. Простейшим примером можно назвать неразрезные мосты. Полузависимой же принято считать подвеску с упругой балкой. Хотя, на первый взгляд, колеса здесь жестко связаны между собой, нормированная жесткость на кручение позволяет им смещаться в определенных пределах, скручивая балку.

Преимущества независимой подвески неоспоримы, причем на любой дороге. На асфальте важно то, что для каждого колеса можно задать и развал, и схождение, что прямо влияет на управляемость. В поворотах независимая ходовая не так склонна к вывешиванию разгруженного колеса, каким образом это происходит на неразрезных мостах. Конфигурация рычагов может позволять передним колесам «подламываться» при поворотах, облегчая руление. Этот прием общеизвестен благодаря автомобилям Mercedes.

Если же говорить о внедорожной эксплуатации, то независимая подвеска дает и плюсы, и минусы. При боковом наезде на крупные неровности независимая подвеска более склонна к вывешиванию колес — с одной стороны пружина полностью сжимается, с другой же обратного хода подвески может не хватить.

В то же время неразрезной мост встанет «по диагонали», сцепление сохранят оба колеса. Это особенно хорошо видно на соревнованиях, где подготовленные машины проезжают препятствия с огромными углами наклона мостов.

Однако геометрическая проходимость у автомобилей с независимой ходовой выше — рычаги легко позволяют поднять днище, увеличив угол наклона. В то же время как ни лифтуй машину на мостах, высота от моста до земли при том же диаметре колес останется неизменной.

Если к этому добавить бесспорное преимущество в комфорте и управляемости на качественных дорогах, то неудивительно, что именно независимые подвески практически полностью вытеснили зависимые.

Компоновки независимых подвесок

Из чего состоит передняя подвеска? Основа любой современной конструкции — это рычаг, на котором качается ступица или поворотный кулак. Чтобы под весом машины ступица не подломилась, нужен и верхний ограничивающий элемент. В однорычажных подвесках им служит стойка, которую вес машины буквально пытается согнуть. В многорычажных нагрузку принимает на себя верхний рычаг, качающийся параллельно нижнему.

Многорычажная система значительно прочнее однорычажной, а ее конструкция позволяет гораздо лучше контролировать траекторию движения колеса. Поэтому, несмотря на очевидные минусы (более сложный ремонт, большую стоимость), она стала неотъемлемой частью и тяжелых внедорожников, и спортивных автомобилей.

Основные элементы подвески

Передняя подвеска

Начнем с упругих элементов. Если изначально их роль играли простые в производстве рессоры, то с усложнением автомобилей их вытеснили более компактные и допускающие значительно больший ход спиральные пружины. Рессоры сейчас можно встретить разве что на грузовой технике и в задней ходовой тяжелых пикапов.

Более совершенный вариант упругого элемента — это пневмобаллоны. Сжатый воздух позволяет легко регулировать и дорожный просвет, и жесткость. Именно поэтому пневмоподвеска является неотъемлемым элементом моделей класса люкс. Но разница в цене и сложности с любой другой подвеской, естественно, огромна.

За гашение колебаний отвечают гидравлические амортизаторы — в них залито специальное масло, в котором перемещается шток с системой калиброванных отверстий и клапанов. При движении штока вверх или вниз открывается соответствующий клапан, и поток жидкости ограничивается сечением открытых отверстий. Так как масло, подобно любой жидкости, несжимаемо, при медленном перемещении шток практически не встречает сопротивления (масло успеет перетекать через каналы), а при росте скорости под штоком создается давление, противодействующее его движению.

При работе масло, постоянно проходя в обе стороны через клапан, неизбежно вспенивается, характеристики его «уплывают». Для борьбы с этим обычно используется газовый подпор, но тюнинговые фирмы предлагают и более оригинальные решения. Представленные в нашем каталоге амортизаторы Tough Dog серии Foam Cell имеют пористый наполнитель: масло в них не вспенивается, и при этом нет характерного для газовых и газомасляных амортизаторов смягчения из-за постепенных потерь давления газа внутри.

Для направления движения ступицы используют рычаги: либо составные (штампуются и свариваются из стальных листов), либо литые из легких сплавов для снижения веса. Так как относительно лонжерона или подрамника рычаг перемещается только по одной оси, для его крепления достаточно двух втулок (сайлентблоков), которые одновременно и позволяют рычагу качаться, и частично гасят удары от неровностей.

Классический сайлентблок — это металлическая втулка, залитая в жесткую резину. В нормальном положении рычагов она не скручена, что обеспечивает наибольший ресурс сайлентблока. Но, когда рычаг начинает двигаться, происходит скручивание резины, и она со временем рвется, особенно в длинноходных внедорожных подвесках. Поэтому распространена практика изготовления сайлентблоков из высокопрочных пластиков (полиуретан, капролон): в них внутренняя втулка скользит внутри внешней обоймы, и это позволяет таким конструкциям работать с большим ходом. Но и жесткость на сжатие у них выше в разы, то есть ходовая на капролоновых втулках вместо сайлентблоков будет менее комфортна, передаст на кузов все вибрации и удары.

На передней оси колеса не только меняют наклон относительно рычага, но и поворачиваются. Поэтому неотъемлемые части передней подвески — это шаровые опоры, пальцы со сферическими наконечниками, запрессованными в обоймы из износостойкого материала.

Связав сайлентблоками и шаровыми кузов, ступицу и систему рычагов, можно получить работоспособный направляющий аппарат ходовой. Однако на практике такая конструкция будет склонна к вывешиванию колес и чрезмерным кренам при прохождении поворотов. Поэтому в ее устройство дополнительно вводится стабилизатор поперечной устойчивости — идущий от одного колеса к другому торсион, который стремится уравнять положение колес. Когда автомобиль кренится, стабилизатор начинает скручиваться, противодействуя сжатию пружины с одной стороны и прижимая к земле колесо с другой.

Также нужны дополнительные ограничители хода рычагов (отбойники, буферы). В противном случае при проезде крупной неровности ход колеса будет ограничиваться только минимальной и максимальной длиной амортизатора, он будет быстро изнашиваться, одновременно разрушая верхнюю опору и нижний сайлентблок. Резиновые отбойники принимают удары на себя, сберегая ресурс более дорогих узлов.

Задняя подвеска

Из чего состоит задняя подвеска? На большинстве машин она значительно проще передней. В первую очередь из-за того, что ее влияние на управляемость гораздо меньше, что позволяет применять более простые решения.

Один из самых простых и старых вариантов — подвеска неразрезного моста на старых заднеприводных машинах или современных пикапах. Так как мост сам по себе жестко связывает колеса, достаточно закрепить его относительно кузова на двух продольных тягах. В этом случае практически не имеет значения, что применять в качестве упругого элемента: пружины или рессоры. Крепление амортизаторов также элементарно.

Для увеличения жесткости конструкции могут применяться и дополнительные продольные тяги, устанавливаться стабилизатор.

Полузависимая ходовая на упругой балке, распространенная на части дешевых переднеприводных моделей, еще проще. Здесь единым качающимся рычагом становится сама балка, закрепленная на своих сайлентблоках. Все, что входит в подвески такого типа, — это балка, пружины и амортизаторы.

В независимой задней подвеске приходится использовать систему продольных и поперечных рычагов, удерживающих ступицу. При этом наличие или отсутствие привода на задней оси не имеет принципиального значения. Основное же отличие от передней подвески — отсутствие шаровых опор, так как кулак ступицы относительно каждого рычага лишь качается, и это позволяет использовать обычные сайлентблоки.

Принцип работы подвески

Независимо от того, из чего состоит подвеска автомобиля, все ее части связаны между собой, а их характеристики подбираются в комплексе. Рассмотрим простейший случай сжатия:

  • инерция кузова при наезде на неровность сжимает пружину, одновременно преодолевая сопротивление амортизатора;
  • поворотный кулак одновременно тянет нижний рычаг за нижнюю шаровую и, упираясь через верхнюю шаровую в верхний рычаг, приходит в движение по траектории, заданной соотношением длин рычагов.

Достаточно изменить лишь один параметр, и поведение подвески изменится. Например, более жесткий амортизатор не только снизит комфорт при аккуратном переезде неровностей, но и увеличит нагрузку на нижнюю шаровую, так как будет сильнее противодействовать движению рычага.

На практике же на работу подвески одного колеса будут оказывать влияние и все остальные. Поэтому мы рекомендуем устанавливать тюнинговые детали сразу комплектом от одного производителя. Например, представленная в нашем каталоге австралийская фирма Tough Dog предлагает и пружины (как под стандартные нагрузки, так и под увеличенные), и различные типы тюнинговых амортизаторов.

Настройка ходовой под конкретные условия эксплуатации также ведется в комплексе. К примеру, при установке более длинных пружин для лифтовки кузова потребуются и амортизаторы с увеличенным ходом, иначе при каждом ходе отбоя пружина будет полностью вытягивать шток амортизатора, заставляя его биться об верхнюю часть корпуса с направляющей втулкой и уплотнениями. Лифтовка проставками, изменяя углы наклона рычагов, может в буквальном смысле упереться в допустимые углы наклона пальцев шаровых опор, те начнут ударяться о корпуса, в результате ресурс шаровых упадет многократно.

По этой причине наиболее совершенными на сегодняшний день являются системы с пневматическими упругими элементами и регулируемыми амортизаторами. Управляющая ходовой электроника в зависимости от скорости может одновременно изменять и давление в баллоне, меняя дорожный просвет, и подстраивать демпфирование амортизаторов, делая их мягче на малой скорости и разбитой дороге или, напротив, жестче на высокой скорости.

Ни для кого не является секретом, что любой автомобиль имеет переднюю и заднюю подвески, представляющие собой совокупность амортизаторов пружин, рычагов. Подвеска обеспечивает плавность хода транспортного средства и оказывает непосредственное влияние на его динамические характеристики.

Существует несколько видов подвесок автомобиля: двухрычажная, многорычажная, подвеска МакФерсона, подвеска «Де Дион», зависимая задняя подвеска, полунезависимая задняя подвеска. Любая подвеска имеет свои преимущества и недостатки и может применяться на определенном типе транспорта. Рассмотрим подробнее все виды подвесок автомобиля.

Двухрычажная подвеска

Данный вид подвески имеет короткий верхний рычаг и длинный нижний рычаг. Благодаря конфигурации поперечного рычага каждое колесо автомобиля независимо воспринимает неровности дороги, оставаясь в оптимальном вертикальном положении. Таким образом обеспечивается хорошее сцепление с дорогой и минимальный износ шин.

Подвеска МакФерсона

Подвеска МакФерсона — это подвеска, которая имеет в своем составе один рычаг, стабилизатор поперечной устойчивости, блок из пружинного элемента. В конструкцию подвески МакФерсона входит также телескопический амортизатор, который получил название «качающаяся свеча», так как во время движения колеса он может раскачиваться вверх и вниз. Несмотря на несовершенство конструкции, подвеска МакФерсона широко используется в современном автомобилестроении из-за технологичности и дешевизны.

Многорычажная подвеска

Данный вид подвески, во многом напоминающей двухрычажную, обеспечивает плавный ход и улучшенную управляемость транспортного средства. В конструкцию многорычажной подвески входят сайлент-блоки и шаровые шарниры, эффективно смягчающие удары во время преодоления автомобилем препятствий. Все элементы подвески закрепляют через сайлент-блоки на подрамнике. Таким образом удается улучшить шумоизоляцию машины от колес.

Независимая многорычажная подвеска обычно используется на авто представительского класса, которые отличаются улучшенной управляемостью и стабильным контактом колес с любым дорожным покрытием. Среди основных преимуществ многорычажной подвески можно выделить независимость колес машины друг от друга, низкую неподрессорную массу, независимую продольную и поперечную регулировки. Многорычажная подвеска отлично подходит для установки в схему 4×4.

Задняя зависимая подвеска

Подвеска, где роль упругих элементов исполняют цилиндрические винтовые пружины — это и есть задняя зависимая подвеска, которую часто устанавливают на «Жигули». Самым большим недостатком такого типа подвески является большой вес, который имеет балка заднего моста. Вес еще больше увеличивается, если задний мост является ведущим, так как на балке размещается редуктор, картер главной передачи. Это, в свою очередь, вызывает увеличение неподрессорных масс, что ухудшает плавность хода автомобиля и приводит к возникновению вибраций.


а — зависимая подвеска; б — независимая подвеска

Подвеска «Де Дион»

Данный вид подвески отличается «облегченным» задним мостом, так как картер отделяется от балки и прикрепляется непосредственно к кузову. Двигатель передает крутящий момент на ведущие колеса через полуоси, которые качаются на шарнирах угловых скоростей. Подвеска «Де Дион» может быть как зависимой, так и независимой. Главным недостатком зависимой подвески является «приседание» машины при старте. Во время торможения автомобиль начинает явно наклоняться вперед. Чтобы избежать такого эффекта, в зависимых подвесках используют специальные направляющие элементы.

Задняя полунезависимая подвеска

Полунезависимая задняя подвеска представляет собой два продольных рычага, соединенных посредине поперечиной. Задняя подвеска применяется только сзади, но на большинстве переднеприводных авто. Плюсы данной конструкции состоят в легкости монтажа, компактности, небольшом весе, уменьшенной неподрессорной массе, что в итоге положительно сказывается на кинематике колес. Единственным минусом задней полунезависимой подвески является то, что она может использоваться только на неведущих задних мостах.

Подвески грузовых автомобилей

Наиболее распространенным типом зависимой подвески является подвеска с поперечными или продольными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Такой тип подвески широко используется на грузовиках, а также на некоторых внедорожниках. Этот вариант считается самым легким, так как мост размещают на продольных рессорах, которые крепят в кронштейнах кузова. Сразу же заметна очевидная простота подобной конструкции, которая и является главным преимуществом задней зависимой подвески, имеющим значение в первую очередь для производителя. Автомобилист получает только недостатки, заключающиеся в неэффективной работе рессор в качестве направляющих. Мягкость рессор отрицательно сказывается на управляемости автомобиля на высоких скоростях и на сцеплении шин с дорогой.

Подвески пикапов и внедорожников

Если говорить о внедорожниках и пикапах, то для данных типов автомобилей наиболее часто используют несколько типов подвесок:

Зависимую переднюю и заднюю подвески;
— независимую переднюю и независимую заднюю подвески;
— полностью независимую подвеску.

Среди наиболее распространенных задних подвесок внедорожников и пикапов встречаются пружинные и рессорные. Рессорные отличаются надежностью и простотой конструкции. Пружинные подвески конструктивно более сложны, но выделяются компактностью и мягкостью, поэтому устанавливаются на легких пикапах и внедорожниках. «Паркетники» обычно оборудуются независимыми рычажными задними подвесками. Что касается передней подвески внедорожников, то наиболее часто производители отдают предпочтение торсионным и независимым пружинным подвескам.

Подвески легковых автомобилей

Если говорить о легковых автомобилях, которые в основном имеют передние ведущие колеса, то в качестве передней подвески используется независимая подвеска Макферсона или независимая двухрычажная подвеска. Говоря же о задней подвеске, стоит заметить, что производители обычно выбирают независимую многорычажную либо полузависимую заднюю подвеску.

Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге, причем с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы действующие на автомобиль.

Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами, и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищает мягкая обивка сидений, резиновые опоры двигателя, коробки передач и так далее. Защитой от медленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины. Ходовая часть состоит из передней подвески, задней подвески, колес и шин.

Подвеска колес автомобиля

Подвеска предназначена для смягчения и гашения колебаний передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля. Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля.

Давайте разберемся с тем, как в принципе колеса автомобиля связаны с его кузовом. Даже если вы никогда не ездили на деревенской телеге, то, глядя на нее через экран телевизора, вы можете догадаться о том, что колеса телеги жестко закреплены к ее «кузову» и все проселочные «колдобины» отзываются на седоках. В том же телевизоре (в сельском «боевике») вы могли заметить, что на большой скорости телега рассыпается и происходит это именно из-за ее «жесткости».

Чтобы наши автомобили служили подольше, а «седоки» чувствовали себя получше, колеса не жестко связаны с кузовом. К примеру, если поднять автомобиль в воздух, то колеса (задние вместе, а передние по отдельности) отвиснут и будут «болтаться», подвешенные к кузову на всяких там рычагах и пружинах.

Вот это и есть подвеска колес автомобиля. Конечно, шарнирно закрепленные рычаги и пружины – «железные» и выполнены с определенным
запасом прочности, но эта конструкция позволяет колесам перемещаться относительно кузова. А правильнее сказать – кузов имеет возможность
перемещаться относительно колес, которые едут по дороге.

Подвеска может быть зависимой и независимой.

Это когда оба колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой. При наезде на неровность дороги одного из колес, второе наклоняется на тот же угол.

Это когда колеса одной оси автомобиля не связаны жестко друг с другом. При наезде на неровность дороги, одно из колес может менять свое положение, не изменяя при этом положения второго колеса.

При жёстком креплении удар о неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а колебание кузова имеет большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение. При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры), толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).

В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.

Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.

Таким образом, чтобы автомобиль обеспечивал комфорт и безопасность, между кузовом и дорогой должны быть:

  • основные упругие элементы
  • дополнительные упругие элементы
  • направляющие устройства подвесок
  • демпфирующие элементы.

Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от профиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.

Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что
приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и
вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.

Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова.
Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое) в положении близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.

Демпфирующий элемент (амортизатор) гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах. На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти «в отрыв» от земли. Вот в отрыв-то ему и не дает возможности уйти стабилизатор, который, прижавшись к земле одним концом, вторым своим концом прижимает и другую сторону автомобиля. А при наезде какого-либо колеса на препятствие, стержень стабилизатора закручивается и стремится побыстрее вернуть это колесо на свое место.


Передняя подвеска на примере ВАЗ 2105

Передняя подвеска на примере автомобиля ВАЗ 2105

  1. подшипники ступицы переднего колеса;
  2. колпак ступицы;
  3. регулировочная гайка;
  4. шайба;
  5. цапфа поворотного пальца;
  6. ступица колеса;
  7. сальник;
  8. тормозной диск;
  9. поворотный кулак;
  10. верхний рычаг подвески;
  11. корпус подшипника верхней опоры;
  12. буфер хода сжатия;
  13. ось верхнего рычага подвески;
  14. кронштейн крепления штанги стабилизатора;
  15. подушка штанги стабилизатора;
  16. штанга стабилизатора;
  17. ось нижнего рычага;
  18. подушка штанги стабилизатора;
  19. пружина подвески;
  20. обойма крепления штанги амортизатора;
  21. амортизатор;
  22. корпус подшипника нижней опоры;
  23. нижний рычаг подвески.

С непрерывным развитием технологий, современные автомобили с каждым годом становятся все сложнее. Это утверждение касается всех без исключения систем и механизмов, в том числе и подвески транспортного средства. Подвески выпускаемых сегодня автомобилей – это довольно сложное устройство, сочетающее в себе сотни деталей.

Элементами многих автомобильных подвесок управляет компьютер (электронный способ), который фиксирует все показания датчиков и, при необходимости, способен мгновенно изменять характеристики автомобиля. Эволюция подвески, в значительной мере, поспособствовала тому, что мы с Вами можем ездить на более комфортных и безопасных машинах, однако, основные задачи, которые выполняла и выполняет автомобильная подвеска, остались неизменными еще со времен карет и конных экипажей. Давайте же выясним, в чем именно заслуга данных механизмов, и какую роль играет задняя подвеска в жизнедеятельности транспортного средства.

1. Назначение задней подвески

Автомобильной подвеской называют устройство, обеспечивающее упругое сцепление колес машины с несущей конструкцией кузова. Кроме того, подвеска регулирует положение корпуса транспортного средства в процессе движения и способствует уменьшению нагрузки на колеса. В современном автомобильном мире существует большой выбор различных типов автомобильных подвесок, самыми популярными из которых есть пружинные, пневматические, рессорные и

Данный элемент берет участие во всех процессах, которые происходят между дорожным покрытием и автомобилем. Поэтому, все конструктивные изменения и усовершенствования устройства подвески, направлялись на улучшение определенных эксплуатационных качеств, к которым прежде всего относятся:

Комфортные условия передвижения. Представьте себе, что Вы едете в соседний город на карете с деревянными колесами, каково Ваше чувство? Понятное дело, что преодолеть несколько сотен километров на современном автомобиле куда более приятно, даже несмотря на качество теперешних дорог, которые в отдельных местах, кажется, не менялись со времен тех самых конных экипажей. Именно благодаря функционированию подвески, стало возможным добиться оптимальной плавности передвижения, устранения лишних колебаний кузова и толчков от неровностей дороги.

Уровень управляемости автомобиля, характеризующийся правильной реакцией колес на «команды» рулевого колеса. А ведь возможность менять направление (поворачивать), также появилась благодаря подвеске (если быть конкретнее, то передней). Особую актуальность, точность и удобство маневрирования, приобрели с началом роста скоростей: чем выше становится скорость, тем сильнее меняется поведение транспортного средства при повороте руля.

Безопасность пассажиров транспортного средства. В конструкцию , входят одни из самых активно подвижных деталей машины, а значит, безопасность передвижения напрямую зависит от ее характеристик.

В основном, подвеска переднеприводных автомобилей — полунезависимая и находится на задних колесах, располагаясь на эластичной «П» образной балке. Тоесть, она состоит из двух продольных рычагов, один из концов которых закреплен на кузове, а на втором размещены колеса. Продольные рычаги соединяются между собой поперечной балкой, что и предает подвеске вид буквы «П». Данный тип задней подвески имеет самую оптимальную кинематику колес, при чем, обладает компактностью и простотой, однако, ее конструкция не позволяет передавать крутящий момент на задние колеса, поэтому полунезависимый вариант задней подвески применяется на большинстве переднеприводных автомобилей.

Он имеет следующие преимущества:

— простую конструкцию;

Высокий уровень жесткости в поперечном направлении;

Небольшую массу;

Возможность изменения характеристик в следствии изменений поперечного сечения балки.

Однако, как любая система, полунезависимая подвеска имеет и некоторые недостатки, выражающиеся в неоптимальном изменении развала колес и особых требованиях к геометрическим показателям днища кузова в местах крепления.

Как правило, устройство задней подвески всегда проще передней. На основной массе автомобилей, задние колеса не способны менять угол поворота, а это значит, что конструктивная сторона задней подвески должна предусматривать лишь вертикальное перемещение колеса.

Однако, состояние задней подвески прямо влияет на безопасность движения транспортного средства и на комфортность управления им. Поэтому, стоит помнить, что от регулярной диагностики задней подвески и от своевременного проведения ремонта ее деталей, зависит, сможете ли Вы избежать более серьезных проблем в дальнейшем. Иногда, это касается даже сохранности жизней водителя и пассажиров.

Кроме полунезависимой подвески, в недорогих моделях автомобилей, часто используется зависимая задняя подвеска. В этом варианте, колеса между собой соединяются посредством балки заднего моста, которая, в свою очередь, крепится к автомобильному кузову продольными рычагами. Если на заднюю часть автомобиля с таким типом подвески оказать повышенную нагрузку, то могут появится незначительные нарушения плавности хода и легкие вибрации. Это считается главным недостатком зависимой задней подвески.

2. Виды задней подвески и принцип их работы

Задняя подвеска автомобилей имеет довольно широкий вариативный ряд, но сейчас мы рассмотрим только наиболее распространенные и известные его виды. Подвеска «Де Дион». Данный вид задней подвески был изобретен больше столетия назад, однако, успешно используется и в наше время. В тех случаях, когда из-за финансового вопроса или компоновочных соображений инженерам приходится отказываться от независимых подвесок, старая система «де Дион», приходится как нельзя кстати. Ее конструкция имеет следующий вид: картер главной передачи крепится к поперечной балке рамы или к кузову, а привод колес выполняется при помощи полуосей, размещенных на шарнирах. Соединение колес между собой осуществляется с помощью балки.

Технически, подвеска считается зависимой, но благодаря креплению массивной главной передачи (крепится отдельно от моста), неподрессоренная масса значительно снижается. Со временем, непрерывное желание инженеров избавить задний мост от лишней нагрузки, привело к усовершенствованию конструкции и в наше время мы можем наблюдать как зависимый ее вариант, так и независимый. Так, к примеру, в автомобиле Mercedes R-класса, инженеры смогли успешно объединить достоинства различных схем: корпус главной передачи оказался закрепленным на подрамнике; колеса — подвешенными на пяти рычагах и приводящимися в движение при помощи качающихся полуосей; а роль упругих элементов, в такой конструкции, выполняют пневматические стойки.

Зависимая подвеска является ровесницей всего автомобилестроения, которая вместе с ним, прошла различные этапы совершенствования и успешно дошла до наших дней. Однако, в мире стремительного развития современных технологий, она с каждым годом все больше становится лишь частью истории. Дело в том, что мосты, которые жестко связывают колеса, сегодня используются разве что на классических внедорожниках, к которым относятся такие автомобили как УАЗ, Jeep или Nissan Patrol. Еще реже, их можно встретить на легковых автомобилях отечественного производства, разработанных более полувека назад (Волгах или Жигулях).

Основной минус применения подвески этого типа очевиден: исходя из конструкции, перемещение одного колеса передается и другому, в результате чего появляются резонансные колебания колес в поперечной плоскости (так называемый эффект «Шимми»), что не только вредит комфорту, но и существенно сказывается на управляемости транспортного средства.

Гидропневматическая подвеска. Задний вариант такого устройства аналогичен переднему и обозначает вид автомобильной подвески, в работе которой используются упругие элементы гидропневматического типа. Родоначальником такой системы стала компания Citroen, впервые применившая ее на своих автомобилях еще в далеком 1954 году. Результатом ее дальнейших разработок являются активные подвески Hydractive, использующиеся французской компанией и по сей день. Первое поколение (Hydractive 1) появились в 1989 году. Принцип работы и конструкция таких устройств следующая: когда гидропневматические цилиндры нагнетают жидкость в упругие элементы (сферы), гидроэлектронный блок контролирует ее количество и давление.

Между цилиндрами и упругими элементами располагается амортизационный клапан, через который, при возникновении колебаний кузова, проходит жидкость, способствующая их затуханию. При мягком режиме, все гидропневматические упругие элементы объединяются между собой, а объем газа находится на максимальном уровне. Давление в сферах поддерживается в рамках необходимых показателей и крены машины (ее отклонения от вертикального положения при езде, чаще всего, вызванное неровностями дороги) компенсируются.

Когда появляется необходимость активации жесткого режима подвески, напряжение подается системой управления автоматическим путем, после чего, стойки передней подвески, цилиндры и дополнительные упругие элементы (размещены на регуляторах жесткости), по отношению друг к другу, оказываются в изолированном положении. Когда транспортное средство поворачивает, может меняться жесткость отдельной сферы, в то время как при прямолинейном движении, изменения касаются всей системы.

Многорычажная подвеска. Первый серийный автомобиль с многорычажной подвеской, увидел мир в 1961 году и это был Jaguar E-type. Со временем, полученный успех решили закрепить применением данного типа и на передней оси автомобиля (например, отдельные модели Audi). Использование многорычажной подвески обеспечивает автомобилю невероятную плавность движения, отличную управляемость, а заодно способствует снижению шума.

Начиная с 1980-х годов, инженеры компании Mercedes Benz, вместо пары сдвоенных, стали применять на своих автомобилях пять раздельных рычагов: два из них держат колесо, а остальные три обеспечивают ему необходимое положение в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В сравнении с более простой двухрычажной подвеской, многорычажный вариант просто находка для максимально удачной компоновки узлов и агрегатов. Более того, имея возможность менять размеры и форму рычагов, можно намного точнее устанавливать необходимые характеристики подвески, а благодаря эластокинематике (законам кинематики любой подвески, которая имеет в своем составе эластические элементы) задняя подвеска обладает еще и подруливающим эффектом на поворотах.

Как правило, оценивая подвеску транспортного средства, большинство автолюбителей, в первую очередь, обращают свое внимание на такие ее свойства как уровень управляемости, комфортность, и устойчивость (в зависимости от приоритетов последовательность может быть другой). Поэтому, им абсолютно все равно, какой тип подвески установлен на их автомобиле и какая у него конструкция, главное, чтоб он просто соответствовал всем необходимым требованиям.

В принципе, оно и правильно, ведь выбор типа подвески, расчет ее геометрических параметров и технических возможностей отдельных составляющих – это задача инженеров. При разработке и конструировании, транспортное средство проходит массу всевозможных расчетов, тестов и испытаний, а значит, подвеска стандартного автомобиля уже обладает оптимальными потребительскими характеристиками, удовлетворяющими требования большинства клиентов.

3. Стабилизатор торсионного типа

Современные легковые автомобили могут оборудоваться одним из двух основных видов стабилизаторов – рычажным или торсионным. Рычажные стабилизаторы (часто называемые «реактивными тягами») имеют вид полой трубы, на концах которой размещены крепления с сайлентблоками (являют собой резинометаллические шарниры). Они устанавливаются между креплениями кулака с одной стороны и посадочным местом на кузове с другой. Из-за жесткой фиксации и пружин, установка стабилизатора позволяет создать некий треугольник, сторонами которого есть амортизатор (пружина), мост (балка) и, соответственно, сам стабилизатор.

Торсионный стабилизатор выступает основной частью автомобильной подвески, соединяющей колеса при помощи торсионного элемента. На сегодняшний день, многие автовладельцы считают торсионный стабилизатор практически незаменимым элементом разных видов подвесок легковых машин. Его крепление может выполнятся как на передних, так и на задних осях транспортных средств, однако, на автомобилях, где в роли задней подвески выступает балка, стабилизатор не применяется, а выполнением его функций занимается сама подвеска.

С технической стороны вопроса, стабилизатор – это стержень с круглым сечением, по форме напоминающий букву «П». Обычно, он изготавливается из хорошо обработанной пружинной стали и размещается под кузовом в горизонтальном направлении (поперек). К кузову, деталь крепится в двух местах, а для фиксации используются резиновые втулки, способствующие ее вращению.

Как правило, форма торсионного стабилизатора учитывает размещение всех автомобильных агрегатов, расположенных под днищем кузова. Когда на одной из сторон автомобиля между днищем кузова и нижней частью подвески меняется расстояние, размещение креплений стабилизатора несколько смещается, что вызывает изгиб торсиона. Чем существеннее разница высот, тем сильнее идет сопротивление торсиона, благодаря чему стабилизирующий эффект отличается большей плавностью (по сравнению с рычажным стабилизатором). Поэтому, чаще всего, его устанавливают на переднюю подвеску.

Подвеска любого современного автомобиля – это особый элемент, служащий переходным звеном между дорогой и кузовом. И сюда входят не только передние и задние мосты и колёса, но и целая совокупность механизмов, деталей, пружин и различных узлов.

Чтобы провести профессиональный ремонт, автомобилисту необходимо знать, из чего состоит подвеска автомобиля. В этом случае он сможет быстро обнаружить неисправность, провести замену детали или провести отладку.

Основные функции подвески

Подвеска любого современного автомобиля призвана выполнять несколько основных функций:

  1. Соединение мостов и колёс с основной несущей системой – рамой и кузовом.
  2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
  3. Обеспечение необходимой плавности хода.
  4. Сглаживание дорожных неровностей.

Все производители работают над повышением эффективности, надёжности и прочности подвески, внедряя более продвинутые решения.

Разновидности подвесок

Классические автомобильные подвески уже давно ушли в прошлое. Сейчас такие системы стали более сложными. Выделяют две основных разновидности:

Подавляющее большинство легковушек оснащается независимой подвеской. Она позволяет добиться большего комфорта и безопасности. Суть такой конструкции заключается в том, что колеса, располагающиеся на одной оси, никак жестко не связаны друг с другом. Благодаря этому, когда одно колесо наезжает на какую-то неровность, другое не меняет своего положения.

В случае с зависимой подвеской колёса соединяются жёсткой балкой и представляют собой фактически монолитную конструкцию. В результате этого пара движется синхронно, что не очень удобно.

Основные группы элементов

Как уже было сказано, современная подвеска – это сложная система, где каждый элемент выполняет свою задачу, причем функций у каждой детали, узла или агрегата может быть сразу несколько. Все элементы перечислить очень трудно, поэтому специалисты обычно выделяют некие группы:

  1. Элементы, обеспечивающие упругость.
  2. Направляющие элементы.
  3. Амортизирующие элементы.

Для чего предназначается каждая из групп

Упругие элементы предназначаются для сглаживания вертикальных сил, возникающих из-за неровностей дороги. Направляющие элементы отвечают непосредственно за связь с несущей системой. гасят любые колебания и обеспечивают комфортность езды.

Основным упругим элементом являются рессоры . Они смягчают удары, колебания и негативные вибрации. Рессора – это большая и мощная пружина, отличающаяся высокой сопротивляемостью.

Одним из основных элементов подвески являются амортизаторы, выполняющие гасящие функции. Они состоят из:

  • верхней и нижней проушин, предназначенных для крепления всего амортизатора;
  • защитного кожуха;
  • цилиндра;
  • штока;
  • поршня с клапанами.

Гашение колебаний происходит в результате воздействия силы сопротивления, возникающих при перетекании жидкости или газа из одной ёмкости в другую.

Ещё одной важной составляющей является стабилизатор поперечной устойчивости. Он необходим для повышения безопасности. Благодаря ему автомобиль во время движения на больших скоростях не так сильно отклоняется в стороны.

Подвеска играет ключевую роль в определении ходовых качеств легкового автомобиля. Многие производители стараются подобрать качественные детали и серьёзно подходят к вопросам оснащения. Нередко производители используют подвески той или иной компании, которая уже давно заявила о себе и доказала свою надёжность.

Видео

Посмотрите видео, в котором проводится обзор подвески на примере Nissan Almera G15:

Система подвески вашего автомобиля · BlueStar Inspections

Когда большинство людей думают о характеристиках автомобиля, они думают о мощности, о потребности в скорости, о рев двигателя и о том, насколько быстро автомобиль разгонится с нуля до 60 миль в час. Однако вся эта мощность и скорость бесполезны, если водитель не может управлять автомобилем и ему неудобно управлять автомобилем. Таким образом, автомобильная подвеска является важнейшей системой транспортного средства.

Основные функции системы подвески включают в себя максимальный контакт между шинами и дорожным покрытием, обеспечение устойчивости рулевого управления и хорошую управляемость, равномерную поддержку веса транспортного средства (включая раму, двигатель и кузов) и обеспечение комфорта во время движения. пассажиров, поглощая и смягчая удары.Система подвески вашего автомобиля усердно работает, чтобы выдерживать значительную нагрузку по сравнению с другими основными системами автомобиля.

Система подвески состоит из шин, воздуха в шинах, рессор, амортизаторов, стоек, рычагов, стержней, рычагов, втулок и шарниров. Компоненты системы подвески расположены между рамой автомобиля и дорогой. Хорошо настроенная подвеска поглощает неровности и другие неровности дороги, позволяя пассажирам в автомобиле путешествовать безопасно и комфортно.

Шины и количество воздуха в шинах являются основной частью системы подвески. Шины — единственная часть автомобиля, которая соприкасается с дорогой. Это означает, что они должны одновременно управлять и подавать мощность на землю, а также отвечать за остановку транспортного средства. Система подвески требует, чтобы колеса и шины двигались вверх и вниз, чтобы поглощать удары от ударов. Резиновые шины и воздух в шинах также смягчают езду по твердым поверхностям и приспосабливаются к слегка неровным и шероховатым поверхностям.

Амортизаторы, также известные как амортизаторы, представляют собой заполненные маслом гидравлические цилиндры, которые заставляют подвеску сжиматься и декомпрессироваться с постоянной скоростью, чтобы предотвратить подпрыгивание пружин и транспортного средства. Удары чувствительны к скорости, что означает, что они более плавные при работе с легкими ударами и более устойчивы к большим ударам. Основное назначение амортизаторов — контролировать движение пружины и подвески, а также обеспечивать контакт шин с дорогой.

На многих автомобилях используются стойки, похожие на амортизаторы, которые расположены в центре винтовой пружины.Узлы стойки амортизатора состоят из винтовой пружины для поддержки веса автомобиля, корпуса стойки для обеспечения жесткой структурной опоры для сборки, а также картриджа стойки в корпусе стойки и пружины для управления движением пружины и подвески и обеспечения контакта шин с дорогой. . Стойка в сборе — это основная конструктивная часть подвески. Он заменяет верхний рычаг подвески, верхний шаровой шарнир и амортизатор, используемые в обычных системах подвески.

Стойки выполняют демпфирующую функцию подобно ударам.Внутри стойки амортизатор похож на амортизатор. Узел стойки обеспечивает структурную поддержку подвески автомобиля, поддерживает пружину, удерживает колесо и шину в выровненном положении и обеспечивает контакт шины с дорогой. Стойки также несут большую часть боковой нагрузки на подвеску автомобиля. В результате стойки в сборе влияют на комфорт при езде и управляемость, а также на управление автомобилем, торможение, рулевое управление, регулировку углов установки колес и износ других компонентов подвески и шин.

Большинство современных автомобилей имеют независимую подвеску спереди и сзади, позволяющую каждому колесу двигаться независимо от других. В некоторых автомобилях используется более простая балка. Единственные оси балки, которые все еще используются в новых автомобилях, — это ведущие оси. Ведущая ось — это та, которая поддерживает часть веса транспортного средства и приводит в движение соединенные с ним колеса. Проблема с задними шинами, которые не двигаются независимо, заключается в том, что они всегда сохраняют один и тот же угол относительно друг друга, а не относительно поверхности дороги.Это означает меньшее тяговое усилие и меньшую предсказуемость в управлении. Это одна из причин, почему независимая подвеска почти повсеместно применяется производителями автомобилей для передних и задних колес новых автомобилей.

Независимая передняя подвеска позволяет каждому переднему колесу перемещаться вверх и вниз с пружиной и стойкой в ​​сборе, прикрепленными болтами к раме на одном конце и рычагом управления или поперечным рычагом на другом конце. Рычаг управления прикреплен к передней части автомобиля рядом с центром на одном конце рычага и поворотным кулаком на другом.Поперечный рычаг делает то же самое, за исключением того, что он прикрепляется к раме в двух точках, в результате чего деталь напоминает поперечный рычаг. Движение в точках соединения смягчается и поглощается втулками. Расположение каждого компонента в независимой системе передней подвески очень важно, поскольку передние колеса должны поворачиваться и поддерживать постоянное выравнивание для обеспечения безопасной эксплуатации автомобиля.

В независимой задней подвеске используется та же технология, что и в передней, без учета динамики поворота, поскольку задние колеса обычно не управляются.В заднеприводных и полноприводных автомобилях дифференциал установлен на раме посередине рычагов управления или поперечных рычагов, в то время как автомобили с передним приводом имеют очень простую заднюю подвеску, для которой требуются только пружины и амортизаторы. Амортизаторы и пружины обеспечивают амортизацию и сжатие при движении подвески. Пружины обеспечивают силу, чтобы удерживать подрессоренный вес на колесах и противостоять сжатию.

Комфортная езда означает хорошую изоляцию подвески от дороги.Подвеска может перемещаться вверх и вниз при необходимости, не вызывая чрезмерных сотрясений автомобиля. Водитель получает достаточно ощущений от дороги, поэтому он будет знать о любых тревожных дорожных условиях и почувствовать гулкую полосу, если попадет на обочину высокоскоростной дороги. Ощущение дороги необходимо для сохранения ситуационной осведомленности во время вождения.

Крен кузова возникает, когда кузов автомобиля слишком сильно наклоняется наружу при прохождении поворота. У всех транспортных средств есть некоторый крен кузова при повороте, но если кузов слишком сильно перекатывается, изменение веса может привести к потере сцепления с дорогой на одном или нескольких колесах, преждевременному выходу из поворота или к выкручиванию автомобиля. контроля.Если кузов начинает слишком сильно катиться на поворотах, это может отрицательно сказаться на управляемости, что приведет к смещению тяги с одной стороны автомобиля больше, чем с другой. Это приводит к потере сцепления внутренних шин с дорогой. Подвески, обеспечивающие хорошее сцепление с дорогой, по большей части помогут предотвратить это.

Опускание вниз происходит, когда шины ударяются о кузов автомобиля при сжатии подвески. Это происходит, когда у транспортного средства недостаточно подвески для поглощения силы удара, по которому он движется.Резиновые отбойники могут предотвратить это, обеспечивая подушку между подвеской и рамой, которая не позволяет шине подниматься достаточно высоко, чтобы ударить по кузову транспортного средства, но если отбойники не соответствуют требованиям или отсутствуют, эта проблема может возникнуть. . Опускание вниз может легко повредить кузов или систему подвески.

Способность транспортного средства удерживать дорогу измеряется тем, насколько хорошо транспортное средство может поддерживать хорошее сцепление с дорогой и равномерное распределение веса при воздействии различных сил. Чтобы автомобиль чувствовал себя устойчивым при остановке, ему необходима подвеска, которая не позволит передней части погрузиться вниз при нажатии педали тормоза.Для плавного ускорения требуется подвеска, которая не дает автомобилю сесть на корточки при ускорении. Перенос веса дает половине колес большую часть тяги, расходует мощность и приводит к плохим и непостоянным характеристикам управляемости.

Проблема с тягой, называемая подруливанием, возникает, когда при наезде на кочку автомобиль поворачивается влево или вправо без поворота колеса водителем. Плохая регулировка подвески может привести к перекосу колес и возникновению этой проблемы.

Проблема с сцеплением, называемая избыточной поворачиваемостью, возникает, когда задняя часть автомобиля теряет сцепление с дорогой при прохождении поворота. Если кузов слишком сильно катится на поворотах, смещение веса может привести к потере сцепления задних колес. Наличие задних колес под углом, который не позволяет протектору шины касаться дороги при прохождении поворотов, также может вызвать эту проблему.

Еще одна проблема с тяговым усилием — недостаточная поворачиваемость. Это происходит, когда передние колеса теряют сцепление с дорогой при прохождении поворота, и в результате автомобиль уносится за пределы поворота.Как и в случае избыточной поворачиваемости, чрезмерный крен кузова или неправильный угол наклона колес могут привести к ухудшению сцепления передних колес при прохождении поворотов. Недостаточная поворачиваемость особенно опасна, потому что переднеприводные автомобили управляются и передают мощность передними колесами. Чем меньше тяга передних колес, тем меньше управляемость. И избыточная, и недостаточная поворачиваемость усиливаются на скользкой дороге.

Technology постоянно совершенствует системы подвески и решает проблемы, упомянутые в этой статье.Существуют пассивные и активные системы подвески. Пассивные системы — это то, к чему большинство из нас привыкло, а движение подвески полностью определяется дорожным покрытием. Активные системы упреждающе контролируют вертикальное движение колес относительно рамы и кузова автомобиля с помощью бортовой компьютерной системы. Активные системы можно разделить на два класса: чисто активные суспензии и адаптивные / полуактивные суспензии. В то время как адаптивные / полуактивные подвески меняют жесткость амортизаторов только в зависимости от меняющихся дорожных или динамических условий, в активных подвесках также используются некоторые типы исполнительных механизмов для независимого подъема и опускания шасси на каждом колесе.

Технологии систем активной подвески позволяют производителям автомобилей добиться более высокого качества езды и управляемости, удерживая шины перпендикулярно дороге в поворотах, обеспечивая лучшее сцепление с дорогой и управляемость. Бортовой компьютер обнаруживает движение тела с помощью датчиков по всему автомобилю и контролирует работу подвески. Эта высокотехнологичная система практически исключает крен кузова и колебания тангажа во многих дорожных ситуациях, включая прохождение поворотов, ускорение и торможение.

В современных транспортных средствах есть несколько других таких сложных компонентов, как система подвески.Большая работа идет на создание системы подвески, которая должна быть достаточно прочной, чтобы гарантировать качество езды и поддерживать управляемость транспортного средства, — два элемента, которые работают в противоречии друг с другом, одновременно выдерживая огромное количество нагрузок. Тем не менее, при таком большом движении и усилии, возникающем в системе подвески, детали неизбежно изнашиваются или повреждаются. Шумы являются одним из первых признаков проблем с подвеской и обычно сопровождают выход из строя втулок и других соединений.Серьезные выбоины могут даже привести к настолько сильному опусканию автомобиля, что компоненты подвески могут погнуться или сломаться.

Если вы испытываете скрип при движении по неровностям или уклонам, необычный грохот или дребезжание при движении по неровной дороге или выбоинам, проблемы с избыточной поворачиваемостью, проблемы с недостаточной поворачиваемостью, проблемы с тягой при ухабистом рулевом управлении, чрезмерный крен кузова, опускание на дно, чрезмерное раскачивание при движении Если вы преодолеете неровности, протекают амортизаторы или стойки, или управление вашим автомобилем кажется неправильным, немедленно проверьте систему подвески у сертифицированного специалиста ASE.

Что такое приостановка в науке? — Определение, типы и примеры — Видео и стенограмма урока

Диаграмма 2: Иллюстрация неоднородной смеси на примере песчаной воды

Внешний вид суспензий

Как визуально определить, что раствор приостановлен? Один из способов узнать это — взглянуть на физические характеристики. Однородные растворы (например, вода, молоко) имеют однородный цвет, что означает, что вы не увидите плавающих в жидкости частиц.Суспензии (гетерогенные растворы) неоднородны по цвету и иногда выглядят мутными или мутными, как мутная вода. Вы обязательно увидите частицы, плавающие во взвешенном растворе.

Попробуйте это дома. Вы можете приготовить смесь из любой жидкости и твердого вещества, которую захотите, а затем оставьте на несколько дней. Если вы видите частицы, осевшие на дне раствора, вы будете знать, что раствор суспензии смотрит вам прямо в лицо. Если вы видите нулевые частицы, вы можете быть вполне уверены в том, что вынесете вердикт, что это раствор, гомогенный раствор, который должен быть химически правильным.’

Специальный тип суспензии: эмульсии

Возвращаясь к нашей технологической схеме на диаграмме 1, эмульсии подразделяются на суспензии. Вам может быть интересно, что такое эмульсия и какое отношение она имеет к суспензиям? Что ж, давайте обсудим, что такое эмульсии, а затем воспользуемся этой информацией, чтобы понять, почему эмульсии представляют собой особый тип суспензии.

Эмульсия — это раствор, состоящий из смеси двух жидкостей, которые не смешиваются друг с другом.Несмешиваемый относится к двум веществам, которые нельзя смешивать. Когда вы встряхиваете и перемешиваете раствор, содержащий две несмешивающиеся жидкости, в конечном итоге смешанный раствор осядет, образуя два разных жидких слоя.

Напомним, что в суспензии твердые частицы не растворяются в жидком растворе. Эта концепция физического разделения или отсутствия растворения в растворе также встречается с эмульсиями. Единственное отличие состоит в том, что для эмульсий исходные вещества, используемые для смешивания, не совпадают.В эмульсиях используются только жидкости. Суспензии используют твердые и жидкие.

Допустим, вы смешиваете масло и воду в бутылке. Оба являются жидкими растворами. Вы встряхиваете эту бутылку, пока лицо не посинет, но после оседания этот стойкий масляный слой отказывается растворяться в водном слое. Другими словами, слои остаются физически отделенными друг от друга. Это решение типа подвески? Определенно! Хотя твердое вещество не смешивалось с жидким раствором, процесс физического разделения двух слоев происходит как с суспензиями, так и с эмульсиями.

Примеры подвески

Диаграмма 3 отлично иллюстрирует 2 различных примера подвески. Домашний лимонад — первый пример. Мякоть вашего любимого свежевыжатого лимонада превращается в суспензию. Не растворяясь, мякоть остается взвешенной в растворе лимонада.

Диаграмма 3: Примеры приостановленных решений

Второй пример — соленая вода.Перед добавлением соли вода представляет собой прозрачный раствор. Однако, что очень характерно для суспензий, добавление соли дает мутный раствор. Если присмотреться, частицы соли осели на дно стакана.

Краткое содержание урока

Суспензия в науке относится к смеси, в которой твердые частицы не растворяются в жидком растворе. Эти типы смесей обозначаются как гетерогенные . Гомогенная смесь получается в результате равномерного распределения частиц в смеси. Гетерогенные смеси противоположны, где вещества неоднородны в смеси. Характеристики суспендированных растворов включают жидкости, которые кажутся неоднородными по цвету, часто мутными и мутными. Во взвешенном растворе частицы оседают на дно. Эмульсии — это тип суспензии, в которой две несмешивающиеся жидкости смешиваются вместе. Примеры взвешенных растворов включают соленую воду, песок в воде и мутную воду.

Какие компоненты подвески или рулевого управления подвержены выходу из строя?

В автомобильной промышленности термин «подвеска» относится ко всем частям, которые соединяют автомобиль с дорогой.У каждого легкового, грузового и грузового автомобиля есть подвеска, которая предназначена для трех функций:

  • Поддержите автомобиль
  • Поглощение ударов и других ударов
  • Разрешить автомобилю поворачиваться в ответ на рулевое управление от водителя

Современные подвески состоят из сотен различных частей, и автомобили сильно различаются по конструкции подвески, но каждая подвеска состоит из определенных основных подсистем, некоторые из которых более склонны к отказу, чем другие.Основные типы компонентов и систем подвески и их склонность к отказу:

Колеса и шины

Шины не всегда считаются частью подвески, но, возможно, они являются ее наиболее важным компонентом. Шины обеспечивают тягу при ускорении, торможении и поворотах, а также поглощают небольшие неровности.

Шины изнашиваются с течением времени, могут порезаться и проколоться от удара острыми предметами, а также из-за медленных или внезапных утечек из-за ударов. С другой стороны, колеса выходят из строя (из-за изгиба или растрескивания) гораздо реже, обычно только в ответ на сильные удары при авариях или на выбоинах.

Пружины

Сегодня в каждом легковом и грузовом автомобиле есть какой-то механизм, поглощающий большие удары, и он всегда включает в себя какую-то форму пружины, металлическую деталь, которая изгибается в ответ на силу. (На протяжении многих лет в некоторых автомобилях, в частности в автомобилях Chrysler, использовались торсионы — металлические стержни, которые поглощают удары путем скручивания, а не изгиба — вместо винтовых или листовых рессор, но все это пружины различной формы.)

Пружины иногда могут сломаться, когда автомобиль очень сильно ударится о неровность, и многие из них со временем прогнутся (через много лет), но в целом эти детали гораздо менее подвержены выходу из строя, чем большинство других компонентов подвески.

Амортизаторы и стойки

В то время как пружины поглощают неровности, амортизаторы (или, в автомобилях, у которых они есть, стойки, которые похожи на удары) амортизируют движение пружин после неровностей, предотвращая чрезмерное раскачивание автомобиля.

Амортизаторы и стойки заполнены густым маслом, и со временем масло может вытечь, что приведет к выходу амортизатора или стойки из строя. Удары и несчастные случаи также могут вызвать утечку или повредить хрупкие внутренние детали.

Связи

Каждая подвеска включает в себя различные стержни и другие соединительные детали, которые вместе удерживают колеса там, где они должны быть относительно остальной части автомобиля.Большинство этих соединений представляют собой твердые металлические детали, которые редко выходят из строя, за исключением серьезных аварий. Однако иногда рычаги и соответствующие втулки продаются вместе, и выход из строя втулки может потребовать замены всего узла.

Втулки, подшипники и шарниры

Поскольку большинство частей любой подвески должно быть подвижным, различные рычаги соединяются гибкими соединениями. К ним относятся втулки и подшипники, которые представляют собой соединения, допускающие небольшое скручивание или скольжение, часто без необходимости смазки, и шарниры, которые в автомобильной промышленности часто используют смазку, такую ​​как консистентная смазка, для обеспечения контролируемого движения.

Некоторые втулки подвески изготовлены из резины, которая со временем может стать хрупкой или сломаться, что приведет к поломке. Многие суставы имеют тенденцию изнашиваться, что вначале приводит к расшатыванию, а в конечном итоге — к поломке. Пара наиболее распространенных виновников — концы рулевых тяг, которые представляют собой смазанные соединения, которые соединяют определенные части рулевой тяги, шаровые шарниры, которые находятся как в системе рулевого управления и прикреплены к рычагам управления, так и втулки, которые отделяют рычаги управления от рама автомобиля.

Система рулевого управления — все типы

Каждая система рулевого управления содержит многочисленные соединения, некоторые соединения, такие как концы рулевых тяг, упомянутые выше, и своего рода рулевую коробку, механическое устройство, которое преобразует вращение рулевого колеса в движение колес автомобиля.

В целом, сцепления не выходят из строя, в отличие от таких компонентов, как концы рулевых тяг. Коробки рулевого управления со временем изнашиваются, причем реечные системы рулевого управления в транспортных средствах, оборудованных гидроусилителем рулевого управления, являются наиболее подверженными сбоям.

Гидравлический усилитель руля

Многие автомобили оснащены усилителем рулевого управления. Из двух типов рулевого управления с усилителем гидравлические системы (то есть те, которые используют жидкость под высоким давлением, чтобы помочь водителю поворачивать колеса) более подвержены сбоям. Жидкость может вытекать из трубопроводов высокого давления, хрупкие клапаны иногда изнашиваются, ремень, приводящий в действие насос рулевого управления с гидроусилителем, может ослабнуть или сломаться, и в конечном итоге может выйти из строя сам насос.

Электроусилитель руля

Все чаще и чаще в современных легковых и грузовых автомобилях используются электрические, а не гидравлические системы рулевого управления.Системы рулевого управления с электроусилителем включают в себя различные датчики, провода и исполнительные механизмы (двигатели), любой из которых может выйти из строя, но, к счастью, такие отказы менее распространены, чем отказы гидравлических компонентов.

Это много деталей, но это можно упростить следующим практическим правилом: более мягкие детали изнашиваются быстрее, чем более твердые, а влажные — больше, чем сухие. Так, например, втулка из мягкой резины, которая должна менять форму с каждым ударом, вероятно, потребует замены (из-за износа или полного отказа) до того, как это станет твердым металлическим стержнем, а амортизатор, содержащий жидкость, с большей вероятностью выйдет из строя, чем металлический. весна.

Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно с учетом того, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем »

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то непонятной секции

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация. «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и легкий для

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

Предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

на метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительных

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии «

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, П.Е.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное »

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по телефону

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

Сертификат

. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

многие различные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Подвески | Химия для неосновных

Цели обучения

  • Определите подвеску.
  • Опишите свойства и поведение некоторых типичных суспензий.

Почему в одни дни море чистое, а в другие — нет?

Волны на пляже Кейбл, любезно предоставлено ВМС США.

В безветренный день Карибское море прозрачно и гладко.Вы можете заглянуть глубоко в воду, достаточно глубоко, чтобы беспрепятственно видеть рыб и подводные растения. Ситуация заметно меняется, когда начинается буря. Песок на морском дне взбалтывается, вода становится мутной, и под поверхностью ничего не видно. Песок образует в воде суспензию, которая после урагана снова медленно очищается.

Подвески

Возьмите стакан воды и бросьте горсть песка или грязи. Перемешайте это, перемешайте и перемешайте.Вода может стать мутной, или непрозрачной. Вы нашли решение? Песок и грязь не растворяются в воде, и, хотя в течение нескольких мгновений она может выглядеть однородной, песок или грязь постепенно оседают на дно стекла.

Рисунок 1. Суспензия грязи в воде. Изображение из фонда CK-12 — Joy Sheng

Суспензия представляет собой гетерогенную смесь, в которой некоторые частицы оседают из смеси при стоянии. Частицы в суспензии намного больше, чем в растворе, и поэтому сила тяжести может вытягивать их из дисперсии среды (вода).Типичный диаметр диспергированных частиц (песка) суспензии примерно в 1000 раз больше, чем диаметр раствора (менее примерно двух нанометров для частиц в растворе по сравнению с более чем 1000 нанометров для частиц в суспензии). В отличие от раствора, диспергированные частицы можно отделить от дисперсионной среды путем фильтрации. Суспензии неоднородны, потому что в смеси можно идентифицировать как минимум два разных вещества.

Некоторые типичные водные суспензии

Молоко

Молоко — это сложная смесь воды, белков, жиров, углеводов и минералов.Хотя минералы и углеводы растворимы в воде, жиры и некоторые белки не растворяются, а остаются во взвешенном состоянии.

Краска

Краска может быть на водной основе или с использованием органического растворителя. Для нашего обсуждения мы ограничимся красками на водной основе. Материалы будут содержать связующие (органические полимеры, которые помогают удерживать краску на поверхности окрашиваемого материала). Кроме того, в состав включены пигменты, обеспечивающие желаемый цвет. Как связующие, так и пигменты не растворяются в воде, поэтому краску необходимо перемешивать каждый раз, когда она используется.Краска, которой дают отстояться в течение длительного периода времени, начнет медленно отделяться, поскольку оседает суспензия связующих веществ и пигментов.

Сводка

  • Суспензии представляют собой гетерогенные смеси.
  • Часть материала в суспензии оседает при стоянии.
  • Твердый материал в суспензии можно удалить фильтрованием.

Практика

Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:

http: // www.chemistrylearning.com/colloidal-solution-true-solution-and-suspension/

  1. Какого размера частицы в растворе?
  2. Насколько велики частицы во взвешенном состоянии?
  3. Опишите внешний вид раствора.
  4. Опишите внешний вид подвески.

Упражнения

  1. Суспензия — это гетерогенная или гомогенная смесь?
  2. Как можно отделить твердый материал в суспензии от жидкости?
  3. Какая часть молока находится во взвешенном состоянии?

Глоссарий

  • дисперсионная среда: Материал, в котором распределены частицы.
  • суспензия: Гетерогенная смесь, в которой некоторые частицы оседают из смеси при стоянии.
  • мутный: Неясный, густой или мутный.

В чем разница между суспензиями, эмульсиями и коллоидами?

Подвески

Суспензия представляет собой смесь двух веществ, одно из которых тонко измельчено и диспергировано в другом.Обычные взвеси включают песок в воде, пыль в воздухе и капли масла в воздухе. Частицы в суспензии крупнее, чем в растворах; они видны под микроскопом и часто видны невооруженным глазом. Частицы в суспензии будут оседать, если суспензия будет стоять в покое. Многие частицы суспензии можно отделить через фильтр. Примером простой суспензии может быть мука в воде или песок в воде.

Коллоиды

Коллоид — это тип смеси, промежуточной между гомогенной смесью ( также называется раствором ) и гетерогенной смесью со свойствами, также промежуточными между ними.

Частицы коллоида могут быть твердыми, жидкими или пузырьками газа. Среда, в которой они находятся во взвешенном состоянии, может быть твердой, жидкой или газовой (хотя газовые коллоиды не могут быть взвешены в газе). Частицы имеют размер приблизительно от 10 до 10 000 ангстрем и, как правило, не могут быть отфильтрованы или осаждены легким способом. Коллоиды могут быть цветными или полупрозрачными из-за эффекта Тиндаля, который представляет собой рассеяние света частицами в коллоиде. Коллоидные частицы можно увидеть в луче света, например пыль в воздухе в «луче» солнечного света.

Броуновское движение можно использовать для различения растворов и коллоидов. Броуновское движение — это случайное движение коллоидных частиц, взвешенных в жидкости или газе, вызванное столкновениями с молекулами окружающей среды. Частицы в растворах и коллоидах находятся в постоянном движении. Однако коллоидные частицы достаточно велики, чтобы их можно было наблюдать, и достаточно малы, чтобы на них все же влияли случайные столкновения молекул. Коллоидные частицы сопротивляются быстрому осаждению на дно сосуда из-за броуновского движения.

Эмульсии представляют собой разновидность коллоидов

Эмульсии представляют собой пример коллоидов, состоящих из крошечных частиц, взвешенных в другом несмешивающемся (несмешиваемом) материале. Эмульсия представляет собой суспензию двух жидкостей, которые обычно не смешиваются. Эти несмешивающиеся жидкости называются несмешивающимися . Примером могут служить масло и вода. Если смешать масло и воду и встряхнуть их, образуется мутная суспензия.Дайте смеси остыть, и масло и вода разделятся.

Эмульгатор (эмульгатор) — это любое вещество, которое удерживает части эмульсии в смешанном состоянии. Например, если мы смешаем масло и воду, образуется суспензия, которая со временем отделяется. Но теперь, если мы добавим несколько капель и встряхнем смесь, масло и вода будут оставаться смешанными намного дольше.

Примеры эмульсий включают масло, маргарин и майонез.

См. Также ГИДРОКОЛЛОИДЫ

Примеры коллоидов

Дисперсная среда
Газ Жидкость Цельный
Непрерывная Средняя Газ НЕТ
(Все газы растворимы)
Жидкий аэрозоль
Примеры: туман, туман
Твердый аэрозоль
Примеры: дым, пыль
Жидкость Пена
Примеры: взбитые сливки
Эмульсия
Примеры: молоко, майонез, крем для рук
Sol
Примеры: краска, пигментные чернила, кровь, магнезийное молоко
Цельный Твердая пена
Примеры: аэрогель, пенополистирол, пемза
Гель
Примеры: желатин, сыр
Solid Sol
Примеры: рубиновое стекло

11.7. Коллоидные суспензии — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

  • Чтобы различать истинные растворы и растворы с агрегатными частицами.

Суспензии и коллоиды — это два распространенных типа смесей, свойства которых во многих отношениях являются промежуточными между свойствами истинных растворов и гетерогенных смесей. Суспензия представляет собой гетерогенную смесь частиц диаметром около 1 мкм (1000 нм), которые распределены по второй фазе.Обычные суспензии включают краску, кровь и горячий шоколад, которые представляют собой твердые частицы в жидкости, и аэрозольные спреи, которые представляют собой частицы жидкости в газе. Если суспензии дать постоять, две фазы разделятся, поэтому перед использованием краски необходимо тщательно перемешать или встряхнуть. Коллоид также является гетерогенной смесью, но частицы коллоида обычно меньше, чем частицы суспензии, обычно в диапазоне от 2 до примерно 500 нм в диаметре. Коллоиды включают туман и облака (жидкие частицы в газе), молоко (твердые частицы в жидкости) и масло (твердые частицы в твердом теле).Другие коллоиды используются в промышленности в качестве катализаторов. В отличие от суспензии, частицы в коллоиде не разделяются на две фазы при стоянии. Единственная комбинация веществ, которая не может образовать суспензию или коллоид, — это смесь двух газов, потому что их частицы настолько малы, что всегда образуют истинные растворы. Свойства суспензий, коллоидов и растворов приведены в таблице \ (\ PageIndex {1} \).

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Свойства жидких растворов, коллоидов и суспензий
Тип смеси Приблизительный размер частиц (нм) Характеристики Примеры
раствор <2 не фильтруется; не отделяется при стоянии; не рассеивает видимый свет воздух, белое вино, бензин, соленая вода
коллоид 2–500 рассеивает видимый свет; полупрозрачные или непрозрачные; не фильтруется; не отделяется при стоянии дым, туман, тушь, молоко, масло, сыр
подвеска 500–1000 мутный или непрозрачный; фильтруемый; отделяется на стоячем положении мутная вода, горячее какао, кровь, краска

Коллоиды и суспензии

Коллоиды были впервые описаны примерно в 1860 году Томасом Грэмом, который также дал нам закон диффузии и излияния Грэма.Хотя некоторые вещества, такие как крахмал, желатин и клей, по-видимому, растворяются в воде с образованием растворов, Грэм обнаружил, что они диффундируют очень медленно или вообще не диффундируют по сравнению с растворами таких веществ, как соль и сахар. Грэм придумал слово коллоид (от греческого kólla, что означает «клей») для описания этих веществ, а также слова золь и гель для описания определенных типов коллоидов, в которых весь растворитель был поглощен твердыми частицами, таким образом предотвращая растекание смеси, как мы видим в Jell-O.Двумя другими важными типами коллоидов являются аэрозоли, которые представляют собой дисперсии твердых или жидких частиц в газе, и эмульсии, которые представляют собой дисперсии одной жидкости в другой жидкости, с которой она не смешивается.

Коллоиды имеют много общих свойств с растворами. Например, частицы в обоих случаях невидимы без мощного микроскопа, не оседают при стоянии и проходят через большинство фильтров. Однако частицы в коллоиде рассеивают луч видимого света — явление, известное как эффект Тиндаля. Эффект назван в честь его первооткрывателя, английского физика Джона Тиндалла (1820–1893).тогда как частицы раствора — нет. Эффект Тиндаля отвечает за то, что лучи автомобильных фар хорошо видны сбоку в туманную ночь, но не видны сбоку в ясную ночь. Он также отвечает за цветные лучи света, видимые на многих закатах, когда солнечный свет рассеивается каплями воды и частицами пыли высоко в атмосфере. Пример эффекта Тиндаля показан на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Эффект Тиндаля, рассеяние света коллоидами (CC BY; LibreTexts)

Хотя коллоиды и суспензии могут иметь частицы одинакового размера, они отличаются по стабильности: частицы коллоида остаются диспергируется на неопределенный срок, если не изменяются температура или химический состав диспергирующей среды.Химическое объяснение стабильности коллоидов зависит от того, являются ли коллоидные частицы гидрофильными или гидрофобными.

Большинство белков, включая те, которые отвечают за свойства желатина и клея, являются гидрофильными, поскольку их внешняя поверхность в значительной степени покрыта полярными или заряженными группами. Крахмал, длинноразветвленный полимер молекул глюкозы, также гидрофилен. Гидрофильная коллоидная частица сильно взаимодействует с водой, в результате чего образуется оболочка из прочно связанных молекул воды, которая предотвращает агрегирование частиц при столкновении.Нагревание такого коллоида может вызвать агрегацию, поскольку частицы сталкиваются с большей энергией и разрушают защитную оболочку растворителя. Более того, тепло заставляет белковые структуры разворачиваться, обнажая ранее скрытые гидрофобные группы, которые теперь могут взаимодействовать с другими гидрофобными группами и вызывать агрегацию частиц и их осаждение из раствора. Когда яйцо варят, например, яичный белок, который в основном представляет собой коллоидную суспензию белка, называемого альбумином, разворачивается и обнажает свои гидрофобные группы, которые объединяются и вызывают осаждение альбумина в виде белого твердого вещества.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Серповидно-клеточная анемия. Характерная форма серповидных эритроцитов является результатом фиброзной агрегации молекул гемоглобина внутри клетки.

В некоторых случаях стабильный коллоид можно превратить в агрегированную суспензию с помощью незначительной химической модификации. Рассмотрим, например, поведение гемоглобина, основного компонента красных кровяных телец. Молекулы гемоглобина обычно образуют коллоидную суспензию внутри красных кровяных телец, которые обычно имеют форму «бублика» и легко деформируются, что позволяет им протискиваться через капилляры для доставки кислорода тканям.При распространенном наследственном заболевании, называемом серповидноклеточной анемией, одна из аминокислот в гемоглобине, которая имеет боковую цепь гидрофильной карбоновой кислоты (глутамат), заменяется другой аминокислотой с гидрофобной боковой цепью (валин). При некоторых условиях аномальные молекулы гемоглобина могут агрегироваться с образованием длинных жестких волокон, которые вызывают деформацию эритроцитов, принимая характерную серповидную форму, которая не позволяет им проходить через капилляры (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)) . Снижение кровотока приводит к сильным судорогам, опухшим суставам и повреждению печени.До недавнего времени многие пациенты с серповидно-клеточной анемией умирали в возрасте до 30 лет от инфекции, сгустков крови, сердечной или почечной недостаточности, хотя люди с генетическим признаком серповидноклеточной анемии более устойчивы к малярии, чем люди с «нормальным» гемоглобином. .

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Формирование новой земли путем дестабилизации коллоидной суспензии. На этом спутниковом снимке показана дельта реки Миссисипи от Нового Орлеана (вверху) до Мексиканского залива (внизу). Там, где морская вода смешивается с пресной водой из реки Миссисипи, частицы коллоидной глины в речной воде выпадают в осадок (область загара).

Агрегация и осаждение также могут возникать, когда внешний заряженный слой частицы нейтрализуется ионами с противоположным зарядом. На внутренних водных путях частицы глины с заряженной поверхностью образуют коллоидную суспензию. Высокие концентрации соли в морской воде нейтрализуют заряд частиц, заставляя их выпадать в осадок и образовывать сушу в устьях больших рек, как видно на спутниковом снимке на Рисунке \ (\ PageIndex {3} \). {+}]} \), структура которого следующая:

Когда вы стираете белье, гидрофобные хвосты мыла и моющих средств взаимодействуют с гидрофобными частицами грязи или жира посредством дисперсионных сил, растворяясь внутри гидрофобной частицы.Затем гидрофильная группа обнажается на поверхности частицы, что позволяет ей взаимодействовать с водой посредством ионно-дипольных сил и водородных связей. Это приводит к тому, что частицы грязи или жира рассеиваются в промывочной воде и позволяют удалить их путем ополаскивания. Подобные агенты используются в пищевой промышленности для стабилизации эмульсий, таких как майонез.

Соответствующий механизм позволяет нам поглощать и переваривать жиры попкорна с маслом и картофеля фри. Чтобы солюбилизировать жиры, чтобы они могли всасываться, желчный пузырь выделяет жидкость, называемую желчью, в тонкий кишечник.Желчь содержит множество желчных солей, молекул, подобных детергентам, которые эмульгируют жиры.

Мицеллы

Моющие средства и мыло удивительно растворимы в воде, несмотря на их гидрофобные хвосты. Причина их растворимости в том, что они фактически не образуют простых растворов. Вместо этого, выше определенной концентрации они спонтанно образуют мицеллы, которые представляют собой сферические или цилиндрические агрегаты, которые минимизируют контакт между гидрофобными хвостами и водой. В мицелле только гидрофильные головки находятся в прямом контакте с водой, а гидрофобные хвосты находятся внутри агрегата (рис. \ (\ PageIndex {4a} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): мицеллы и фосфолипидный бислой. (а) Мыла и детергенты, которые содержат по одному гидрофобному хвосту на каждой молекуле, образуют сферические мицеллы с переплетенными хвостами внутри и гидрофильными головными группами снаружи. (b) Фосфолипиды, которые имеют два гидрофобных хвоста, имеют тенденцию образовывать протяженные двойные слои, в которых гидрофобные хвосты зажаты между гидрофильными головными группами.

Большой класс биологических молекул, называемых фосфолипидами, состоит из молекул, подобных детергенту, с гидрофильной головкой и двумя гидрофобными хвостами, что можно увидеть в молекуле фосфатидилхолина.Дополнительный хвост приводит к цилиндрической форме, которая не позволяет фосфолипидам образовывать сферическую мицеллу. Следовательно, фосфолипиды образуют двухслойные протяженные слои, состоящие из двойного слоя молекул. Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {4b} \), гидрофобные хвосты находятся в центре бислоя, где они не контактируют с водой, а гидрофильные головки находятся на двух поверхностях, в контакте с окружающей водной средой. решение.

Клеточная мембрана представляет собой смесь фосфолипидов, которые образуют фосфолипидный бислой.Одно из определений клетки — это совокупность молекул, окруженных фосфолипидным бислоем, способных к самовоспроизводству. Простейшие клетки — это бактерии, которые состоят только из одного отсека, окруженного единой мембраной. Однако животные и растительные клетки намного сложнее и содержат множество различных видов отсеков, каждый из которых окружен мембраной и может выполнять специализированные задачи.

Сводка

Суспензия — это гетерогенная смесь частиц одного вещества, распределенных по второй фазе; диспергированные частицы отделяются от диспергирующей фазы при стоянии.Напротив, частицы в коллоиде меньше и не разделяются при стоянии. Коллоид можно классифицировать как золь, дисперсию твердых частиц в жидкости или твердом теле; гель, полутвердый золь, в котором вся жидкая фаза поглощена твердыми частицами; аэрозоль, дисперсия твердых или жидких частиц в газе; или эмульсия, дисперсия одной жидкой фазы в другой. Коллоид можно отличить от настоящего раствора по его способности рассеивать луч света, известной как эффект Тиндаля.Гидрофильные коллоиды содержат внешнюю оболочку из групп, которые благоприятно взаимодействуют с водой, тогда как гидрофобные коллоиды имеют внешнюю поверхность с небольшим сродством к воде. Эмульсии получают путем диспергирования гидрофобной жидкости в воде. В отсутствие диспергированной гидрофобной жидкой фазы растворы детергентов в воде образуют организованные сферические агрегаты, называемые мицеллами. Фосфолипиды — это класс молекул, подобных детергентам, у которых есть два гидрофобных хвоста, прикрепленных к гидрофильной головке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.