Меню

Сколько весит стабилизатор поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости: принцип работы, фото

Комментарии: 0 | 2019-01-2011 920 В статье описан принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости, плюсы и минусы, а так же возможные неисправности. В конце статьи видео-обзор работы стабилизатора поперечной устойчивости.

Стабилизатор поперечной устойчивости – деталь подвески автомобиля, которая отвечает за уменьшение крена на поворотах и маневрах. Как не крути, но данная деталь весьма важный элемент подвески автомобиля. Помимо основной задачи, стабилизатор поперечной устойчивости может отлично сбалансировать крен шасси между передней и задней осью автомобиля.

Многие скажут, что крен между осями можно решать с помощью установки более жестких пружин или же установить спортивные амортизаторы. Но на самом деле это все доработки и лишняя трата денег, к тому же комфорт будет потерян из-за жестких пружин и что немало важно, потерян контроль над автомобилем. Поэтому стабилизатор поперечной устойчивости весьма важный элемент в строении подвески.

Что такое стабилизатор поперечной устойчивости

С самого названия уже понятно, что стабилизатор поперечной устойчивости служит для контроля устойчивости автомобиля в момент маневра или входа в поворот. Если не вдаваться в подробности строения, то такой механизм работает, как третья пружина на одну ось. Основная закономерность данной детали в том, что чем жестче, тем большая часть нагрузки переносится на внешнее колесо с внутреннего, в момент поворота (момент крена).

Внешний вид стабилизатора поперечной устойчивости, не зависимо от выбранной марки или модели будет приблизительно одинаковым. С виду это длинный круглый прут растянутой П-образной формы, изогнутый в соответствии со стойками или другими элементами подвески. По своему строению механизм вполне напоминает торсион, который так же работает на скручивание. По месту расположения механизм может быть установлен как на переднюю ось, так и на заднюю. Исключением стали автомобили, которые используют торсионную балку на задней подвеске, на них стабилизатор не ставят из-за строения конструкции.

Как устроен стабилизатор поперечной устойчивости

Как уже говорили, стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой штангу (изогнутый прут) или кто даже говорит, что это разновидность торсиона. Зачастую основная часть круглого сечения и имеет П-образную форму. В качестве материала для его изготовления используют пружинную сталь, аналогично той, что и для торсиона.

В современных автомобилях стабилизатор поперечной устойчивости располагается поперек кузова, по одному на одну ось. По форме механизм подгоняется под каждую модель индивидуально, так как учитывается расположение двигателя, подвески и других деталей на днище автомобиля. Весь этот механизм крепится к кузову за счет двух резиновых втулок и хомутов вокруг них. За счет резиновых втулок стержень может вращаться относительно своей оси, соответственно выполнять свои функции.

На концах стабилизатор крепится за счет шарнирных соединений с элементами подвески автомобиля, обычно рычагами на многорычажной подвеске или на двойных поперечных рычагах, а так же к стойкам амортизаторов на подвеске МакФерсон. Само ж соединение с подвеской может быть как непосредственно прямым, так и с помощью стоек (двух тяг). Чаще всего в современных автомобилях встречается соединение с помощью двух тяг, за счет чего автомобиль лучше держит повороты и лучшую управляемость.

Теперь же рассмотрим каждую деталь подробней (стальная труба или стержень, тяги и крепежные детали).

Стальная труба или стержень

Стальная труба или так же известная как стержень, считается самой главной деталью и часто его ж называют стабилизатором. С виду это упругая стальная распорка, поперечного расположения, выполненная из специальной пружинной стали. Форма самого стержня зависит от конструкции днища автомобиля и может меняться в зависимости от подвески.

Крепления

По форме, крепления так же зависят от марки и модели автомобиля, но в больше части это резиновые втулки и металлические хомуты. С помощью этих деталей стальной стержень крепится к кузову и подвеске автомобиля, сами ж втулки дают возможность механизму скручиваться, а концами жестко крепится к стойкам или рычагах подвески.

Тяга стабилизатора (стойка)

Тяга стабилизатора или так же называемая, как стойка – служит для соединения стержня с амортизаторной стойкой или рычагами. По внешнему виду стойка напоминает собой стержень, зачастую длиной от 5-ти до 20-ти сантиметров. На концах стойки расположены шарнирные соединения, развернутые в обратные стороны относительно друг друга и защищенные пыльниками. За счет шарниров обеспечивается подвижность механизма, а так же более надежное соединение.

Именно на такие тяги больше всего приходится нагрузка, поэтому со временем шарнирные соединения на тягах разрушаются и требуют замены. В зависимости от стиля езды и конструкции тяги, в среднем её хватает на 20-30 тысяч километров пробега. Затягивать с заменой не рекомендуют, так как может выйти из строя рулевое управление.

Какие бывают виды стабилизаторов

Разобравшись с тем, как из себя приблизительно выглядит стабилизатор поперечной устойчивости и его основные функции, рассмотрим разновидность механизмов, в чем разница между передним и задним стабилизатором, а так же от чего зависит жесткость.

Читайте также:  Wester стабилизаторы кто производитель

Первое, на что стоит обратить внимание это место расположения, на передней или задней оси. В зависимости от оси, соответственно будет меняться форма стабилизатора, втулки для крепежа и жесткость. Еще один нюанс строения подвески в том, что на некоторых легковых автомобилях сзади стальная распорка не устанавливается, но вот на передней оси в обязательном порядке должна быть.

Одной из разновидностей, считается активный стабилизатор поперечной устойчивости. Основная отличительна характеристика активного механизма – возможность управления жесткостью в зависимости от дороги, а так же характера передвижения автомобиля (резкие маневры, частые повороты и прочее). Самая максимальная жесткость на кручение будет в момент входа в крутой поворот, среднюю жесткость можно наблюдать на грунтовой дороге или с плохим покрытием. Если же ехать по бездорожью, то система вовсе выключает активный стабилизатор во избежание его повреждения.

Жесткость в активном стабилизаторе поперечной устойчивости регулируется несколькими способами. Основной – за счет использования активного привода. Второй вариант за счет применения гидроцилиндров (вместо обычных стоек или же вместо втулок). Если же система построена на основе гидравлики, то за её жесткость отвечает гидравлический привод. Сама ж конструкция гидравлического привода во многом зависит от гидравлической системы, установленной на автомобиль.

Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости

Рассмотрев устройство и основные детали стабилизатора поперечной устойчивости можно понять принцип его работы. Как уже говорили, основным предназначением данного механизма считается перераспределение нагрузки на упругие элементы подвески, а так же равномерное распределение между правой и левой стороной автомобиля.

Многие водители знают, что при заходе в поворот или в момент резкого маневра, автомобиль кренится. Чтоб избежать такой неприятности инженеры устанавливают стабилизатор поперечной устойчивости. В этот момент стойки автомобиля начинают смещаться по сторонам (рычаги сдвигаются относительно оси крепления), одно колесо двигается вниз, противоположное колесо вверх. Именно в этот момент стержень (средняя часть механизма) начинает скручиваться.

Как результат такого скручивания, сторона, которая опускается за счет инерции (на которую заваливается автомобиль), приподымается за счет стержня, соответственно приподымается и кузов. Противоположная сторона кузов наоборот приспускается. Таким образом, идет меньше нагрузка на стойки, амортизаторы и пружины автомобиля, а сам автомобиль выравнивается относительно дорожного покрытия. Снижается крен кузова по сторонам, улучшается управляемость и сцепление с дорожным покрытием.

Преимущества и недостатки стабилизатора

С описанных ситуаций и предназначения, стабилизатор поперечной устойчивости существенно влияет на управляемость, жесткость подвески, а так же в некоторой части на проходимость автомобиля. В случае отсутствия данной детали в подвески, автомобиль плохо держал бы перегрузки в момент маневра или входа в поворот, а управляемость сводилась практически к нулю.

Помимо положительных свойств, выделяют и негативные моменты. В особенности это касается внедорожников. Самая конструкция и методика крепления стабилизатора уменьшают ход подвески, что негативно сказывает на проходимости внедорожников по бездорожью. Колесо, которое не может опуститься ниже позволенного механизмом, попросту повисает в воздухе, что приводит к потере контакта с поверхностью дороги. Чаще всего в такой ситуации автомобиль может застрять и водителю придется искать выход.

Интересные факты о стабилизаторе

Все же прогресс не стоит на месте и есть несколько интересных историй использования стабилизатора поперечной устойчивости на автомобилях с повышенной проходимостью. Один из таких примеров – внедорожник Nissan Patrol. Для того, чтоб уменьшить случайность отрыва колеса от дорожного покрытия, инженеры установили отключаемый стабилизатор на заднюю ось. Хитростью послужили гидроцилиндры с возможностью отключения, заменившие привычные стойки. Основным условием было то, что водитель мог отключать такой механизм на скорости до 20 км/час. По сути, весь механизм мог работать только на минимальной скорости, при неспешном движении по снегу, грязи или прочему покрытию.

Не отстал и японский производитель Toyota, в частности моделях Land Cruiser 200 и Prado 150 инженеры так же установили гидроцилиндры, при этом система получила название KDSS. Автомобиль отлично ведет себя как на дороге, так и бездорожье. Основная суть такого механизма в том, что вместо одной из опор стабилизатора передней и задней оси устанавливается гидроцилиндр с электронным управлением. Электроника в свою очередь отслеживает положение кузова, разные нюансы передвижения и дорожное покрытие, после чего меняет характеристики заднего и переднего стабилизатора (жесткость, момент включения и выключения).

Стоимость деталей стабилизатора автомобиля

Стоимость деталей стабилизатора поперечной устойчивости пропорционально зависит от марки, модели и строения подвески автомобиля. Чтоб понять, сколько в среднем обойдутся детали, рассмотрим на примерах конкретных элементов и моделей автомобилей.

Цены на детали существенно отличаются, особенно из-за модели автомобиля. Так же цена зависит от места и страны производства деталей, чем ближе исполнение детали к оригиналу, тем соответственно выше стоимость.

Сколько стоит ремонт стабилизатора

Говорить о конкретной стоимости ремонта стабилизатора поперечной устойчивости нельзя, скорей можно навести приблизительные данные. Как и в предыдущем пункте, ремонт во многом зависит от марки, модели, стоимости, наличию деталей, а так же уровень поломки механизма.

Читайте также:  Как выбрать стабилизатор для гаража

Наведены средние цены на ремонт или замену отдельных частей стабилизатора поперечной устойчивости. Как видим, цена на сам ремонт не столь высока, но достаточно пропустить момент ремонта и можно ожидать самые непредсказуемые ситуации в управлении и безопасности автомобиля. Особых навыков по ремонту данного механизма иметь не надо, достаточно понять, где именно неисправность, после чего заменить изношенную деталь на новую. Дороже всего, как утверждают бывалые владельцы, обойдется ремонт, точней восстановление стержня, после сильного повреждения.

Возможные неисправности стабилизатора поперечной устойчивости

Определить неисправность стабилизатора поперечной устойчивости достаточно не сложно. Первая и самая распространенная проблема – автомобиль становится неуправляемым, неустойчив, особенно на резких поворотах. Время от времени автомобиль раскачивает при поворотах руля. Так же еще одним признаком неисправности механизма считается появление посторонних стуков и шум, при прохождении неровных участков дороги. Последний и не менее редкий вариант поломки – машину начинает уводить в сторону, если отпустить руль в момент движений.

Если же у Вас закрались сомнения или же появились первые признаки неисправности стабилизатора поперечной устойчивости, удостоверится или определить такую поломку весьма не сложно. Чаще всего такую методику применяют для проверки стоек механизма. Для этого необходимо выкрутить до упора колеса в любую сторону. После чего взяться рукой за стойку и с усилием подергать рукой. Иногда можно использовать монтировку, вставив между опорой и рычагом и немного понажимать.

Второй вариант, приподнять одно колесо с помощью домкрата, после чего понажимать рычаги и стержень стабилизатора. Таким образом, можно увидеть целые ли втулки, а так же где имеются люфты. Это так же основные признаки неисправности и скорой необходимости замены отдельных элементов механизма.

Рассмотрев устройство и принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости, можно сделать вывод, что сам механизм не сложный, но выполняет весьма важную роль в подвеске и управлении механизма. Цена деталей не большая для отечественных автомобилей, а вот для иномарок высоковата. Сам же ремонт дороже всего обойдется в восстановлении стержня (основной детали), чаще после ДТП или повреждений подвески, в остальном цены приемлемые.

Источник



Сколько весит стабилизатор поперечной устойчивости

Непростая простота — стабилизаторы поперечной устойчивости

Прежде всего подумаем — а чем же плох стабилизатор поперечной устойчивости? Ведь крены он уменьшает вполне успешно — так почему же конструкторы спортивных подвесок его не используют?

Рассмотрим простую ситуацию: автомобиль с независимой подвеской едет по дороге, и неожиданно наезжает правым колесом на кирпич. Предположим, что автомобиль едет достаточно быстро, и за время наезда кузов (ввиду большой массы и, соответственно, инерции) не успевает совершить сколько-нибудь существенного вертикального перемещения. Для простоты (чтобы не рассчитывать поправки на сжатие шины) будем считать шину несжимаемой — для современных низкопрофильных шин это практически так и есть. При этом допущении, правое колесо, благодаря подвеске, совершит ход вверх, равный толщине кирпича — причем никакой стабилизатор этому помешать не сможет.

Для полностью независимой подвески без стабилизатора, удар, передаваемый на кузов машины, в этом случае будет определяться лишь жесткостью пружины правой подвески и незначительным усилием сжатия амортизатора, а левая подвеска останется неподвижной.

Совсем иное дело, если у нас имеется стабилизатор поперечной устойчивости. Ход правой подвески (на ту самую толщину кирпича) закручивает стабилизатор, и он передает дополнительное усилие на левый рычаг, пружину и амортизатор, вызывая их сжатие. Даже если жесткость стабилизатора всего лишь равна жесткости левой пружины (а во многих подвесках она намного выше — иначе стабилизатор не будет эффективен против кренов), это означает, что левая подвеска будет также пробита, правда, лишь на половину толщины кирпича. Однако, и такой ход левой подвески будет означать усиление удара, передаваемого на кузов, в полтора раза по сравнению с ситуацией без стабилизатора.

Казалось бы, ситуацию можно парировать, пропорционально ослабив пружины подвески. Но это лишь кажется — дело в том, что при одновременном нагружении правой и левой подвесок, стабилизатор не работает и подвески оказываются слишком ослабленными. То есть — машина плохо переносит поперечные волны асфальта (а тем более «лежачих полицейских») и оказывается склонна к глубоким «кивкам» при торможении. А если ослабить стабилизатор — он станет неэффективен против кренов кузова.

Причем эта ситуация для независимой подвески со стабилизатором принципиально неустранима — она либо менее комфортна, чем чистая независимая подвеска без стабилизатора, либо, при той же комфортности, хуже парирует продольную раскачку и «клевки» кузова. И чем жестче стабилизатор — тем эти неустранимые проблемы значительнее.

В качестве дополнительных минусов выступают:

— Ухудшение проходимости (частичное диагональное вывешивание) из-за разгрузки идущих вниз колес на неровностях за счет закрутки стабилизатора идущим вверх колесом противоположного борта. Именно поэтому все настоящие джипы столь склонны к кренам в поворотах, а их стабилизаторы поперечной устойчивости, если даже они имеются, очень слабы.

Читайте также:  Стабилизатор древесины что это

— Сложность настроек амортизаторов одновременно для ситуаций симметричной и несимметричной нагрузки подвесок.

Изменить конструкцию обычного городского автомобиля, практически, невозможно. Это затраты, сопоставимые с постройкой гоночного автомобиля. Единственное, что остается — настройка подвески тюнинговыми амортизаторами. По идее, можно было бы продолжить список пружинами и стабилизаторами. Однако, сторонние фирмы, производящие упругие элементы, в первую очередь, ориентируются на динамичных и агрессивных водителей. Поэтому их пружины обеспечивают уменьшение клиренса (что не всегда подходит рядовому водителю), а стабилизаторы имеют повышенную жесткость (что увеличивает компромиссы самих стабилизаторов на неровных покрытиях).

Однако, есть редкие образцы решения сложного вопроса — без стабилизаторов и без крена.

Крены в повороте можно устранить и без использования стабилизатора поперечной устойчивости. Это, в конце концов, чисто геометрическая задача — надо лишь сделать подвеску такой геометрии, чтобы при известной свободе вертикального перемещения колес треугольник, образованный точками контакта колес с дорогой и центром масс машины, имел бы строго постоянные размеры либо, если это невозможно, как можно меньше изменял бы эти размеры и сохранял неизменную высоту своей вершины (с тем, чтобы вектор центробежной силы, исходя из центра масс, проходил через эту вершину).

Это задача трудная — но вполне разрешимая не только в случае сложной многорычажной подвески с неравноплечими рычагами (как у F1), но и даже для компактной подвески McPherson. Что, как раз, блестяще доказали инженеры Ford, проектируя в 1975 году автомобиль Fiesta.

Посмотрим на рисунок — на нем изображена схема геометрии подвески Фиесты Mk1. Точки А — это оси качания нижних V-образных рычагов подвески, точки Е — шаровые шарниры этих рычагов, точки С — верхние опоры стоек МакФерсон. Поскольку размер А-С задан конструктивно кузовом машины, а нижний рычаг А-Е жесткий — треугольник А-С-Е может изменять свой размер только по стороне С-Е за счет изменения высоты амортизатора (стойки МакФерсон).

Это — как у всех машин с подвеской МакФерсон. А вот что у Фиесты не как у всех: если провести прямую из точки контакта колеса с дорогой В через ось качания нижнего рычага подвески А — она пройдет через точку фронтальной проекции центра масс машины CoG (точка D).

Это более-менее очевидно на рисунке. Менее очевиден факт, что размер А-В почти постоянен при ходах подвески. Однако, это, в целом, кажется неважным, поскольку очевидно, что при ходах колеса вверх-вниз прямая В-А-D будет изменять свой наклон относительно горизонтали, что, как кажется, приведет к искажению размера треугольника В-В-D и его смещению из центра масс машины (CoG).

Чтобы понять гениальность конструкторского фокуса, рассмотрим гипотетический крен машины, поворачивающей налево. Она могла бы наклониться наружу поворота — при этом правое колесо сместилось бы вверх (размер E-C уменьшился), а левое колесо сместилось бы вниз (размер Е-С увеличился) на одинаковую величину. Что в этом случае произошло бы с точкой пересечения двух прямых B-A — то есть точкой D?

Она, несомненно, сместилась бы в сторону от центра масс машины CoG. Но куда? В сторону, противоположную действующей центробежной силе — но при этом осталась бы в первом приближении на неизменной высоте. То есть, вектор центробежной силы по-прежнему будет проходить через точку D — несмотря на гипотетическое срабатывание подвесок! Другими словами, с точки зрения вектора центробежной силы, исходящей из центра масс машины, ничего не изменилось, треугольник не изменил свою высоту, а это значит, что крена кузова просто не может возникнуть — нет плеча, на котором бы центробежная сила совершила работу, ведь вектор проходит точно через вершину треугольника. То есть, внешнее колесо в повороте нагружается, внутреннее — разгружается, на обоих колесах появляются боковые усилия, но просадки подвесок не происходит. Крена — нет.

Трудно понять? Тогда представьте себе, что нижние рычаги подвесок начинались бы в точке D и заканчивались бы шаровым шарниром в точке B. Колеса на ухабах будут перемещаться? Будут. А крены будут? Нет — потому что треугольник B-B-D получается жестким, и нет плеча, на котором бы центробежная сила вызвала кренящий момент. Блестящая идея, и она работает на практике!

«Есть масса современных машин со стабилизаторами, которые задирают в повороте одно из колес — примерно, как старый Lotus Cortina с Джимом Кларком за рулем. Но Morgan нынче делает четырехколесные автомобили, и я хочу, чтобы в виражах они ехали на всех четырех! Мы по-прежнему в состоянии сбалансировать управляемость безо всяких там стабилизаторов, как в старые добрые времена. »

(шеф-конструктор фирмы Morgan об автомобилях Morgan Aero 8 с амортизаторами Koni, Крис Лоуренс)

Источник