Стабилизатор тяги на авто
Стабилизатор поперечной устойчивости, принцип работы.
Продолжаем познавательную страничку.
Сегодня расскажу об устройстве, которое выполняет наверное одну из самых главных функция для обеспечения безопасности дорожного движения. Это стабилизатор поперечной устойчивости (СПУ).
Давайте разберемся, что это за устройство.
Стабилизатор — это металлическая балка с изогнутыми концами, крепящаяся к обоим (в основном к передним) колесам через втулки на корпус автомобиля, в которых может свободно вращаться. Ставится он обычно на независимой подвеске. Если сзади мост или балка, то функцию стабилизатора выполняет балка (на переднем приводе) и поперечная штанга на заднем.
Функции стабилизатора поперечной устойчивости:
Само название говорит о том, что механизм стабилизирует автомобиль на дороге.
Давайте разберемся, как это происходит:
Входя в поворот, по законам физики, наше тело смещается от оси поворота, т.е. пытается вылететь с поворота. Тоже самое происходит с автомобилем. Во время поворота внешние колеса, по отношению к повороту, пытаются выскользнуть, а внутренние приподнимаются и теряют сцепление с дорогой. При сжатии внешнего колеса подвеска его сжимается, и через изогнутый конец балки стабилизатор прокручивается. На другом конце балки другая изогнутая часть стабилизатора прокручивается вниз, пытаясь прижать поднимающееся колесо к земле. Таким образом, при вхождении в поворот стабилизатор перекидывает нагрузку с одной стороны автомобиля на другую, при этом пытается держать корпус вашего железного коня параллельно к дороге.
Где нужен стабилизатор?
Стабилизатор поперечной устойчивости необходим при езде на высоких скоростях. Он помогает автомобилю максимально быстро, не теряя скорости, пройти поворот, предотвращая его от опрокидывания.
Недостатки стабилизатора ПУ.
Обычно, если где-то выигрываем в чем- то, то найдется место, в котором проигрываем. СПУ не исключение. Дело в том, что сам стабилизатор уменьшает ход подвески автомобиля, и на бездорожье колеса в трудно проходимых местах просто напросто могут потерять сцепление с дорогой. Поэтому внедорожники имеют либо электронное отключение стабилизатора, либо он легко снимается. На электронных системах стабилизатор включается после 20 км/ч. Это нужно, если забыли его включить.
У внедорожного автомобиля с высоко расположенным центром тяжести стабилизатор должен быть достаточно жестким, чтобы противостоять чрезмерным наклонам его кузова при движении с большими скоростями на поворотах. При движении вне дорог напротив более пригодны стабилизаторы малой жесткости, допускающие большие перекосы оси автомобиля относительно кузова, благодаря чему улучшается передача тяговых усилий колесами и повышается плавность хода автомобиля. При отключенном стабилизаторе разность хода колес одной оси автомобиля может быть увеличена на 60 мм.
Основными компонентами системы отключаемых стабилизаторов являются:
— гидравлический блок
— блок управления стабилизаторами
— стабилизаторы с соединительными устройствами
Главным элементом отключаемого стабилизатора является гидравлическая кулачковая муфта, которая позволяет соединять и разъединять плечи стабилизатора. Она расположена в средней части стабилизатора.
Что будет если поставить более толстый или жесткий стабилизатор?
Многие скажут: так давайте выкинем свои стандартные стабилизаторы поперечной устойчивости и поставим толстый спортивный СПУ. Дело в том, что система рассчитана на каждый автомобиль индивидуально. Если поставить более жесткий, независимая подвеска станет зависимой, как допустим мост на заднеприводной классике, при наезде на кочку одним колесом будет ощущаться и другим, а это не есть комфорт. Для улучшения управляемости на скорости лучше поставить жесткие пружины и короткоходные амортизаторы, но придется пожертвовать комфортом!
Устройство и принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости
Стабилизатор поперечной устойчивости – один из обязательных элементов подвески в современных автомобилях. Неприметная на первый взгляд деталь уменьшает крен кузова при поворотах и препятствует опрокидыванию автомобиля. Именно от этого компонента зависит устойчивость, управляемость и маневренность автомобиля, а также безопасность водителя и пассажиров.
Принцип работы
Основное назначение стабилизатора поперечной устойчивости – перераспределять нагрузку между упругими элементами подвески. Как известно, в поворотах автомобиль кренится, и именно в этот момент включается в работу стабилизатор поперечной устойчивости: стойки смещаются в противоположные стороны (одна стойка поднимается, а другая – опускается), при этом средняя часть (стержень) начинает закручиваться.
В результате на той стороне, где автомобиль «завалился» на бок, стабилизатор приподнимает кузов, а на противоположной – опускает. Чем больше машина наклоняется, тем сильнее сопротивление этого элемента подвески. В итоге автомобиль выравнивается по отношению к плоскости дорожного полотна, снижается крен и улучшается сцепление с дорогой.
Элементы стабилизатора поперечной устойчивости
Стабилизатор поперечной устойчивости состоит из трех компонентов:
Рассмотрим данные элементы подробнее.
Стержень
Стержень – это упругая поперечная распорка, изготовленная из пружинной стали. Располагается поперек кузова автомобиля. Стержень – основной элемент стабилизатора поперечной устойчивости. В большинстве случаев стальной прут имеет сложную форму, так как под днищем кузова машины имеется много других деталей, расположение которых нужно учитывать.
Стойки стабилизатора
Стойка стабилизатора поперечной устойчивости (тяга) – это элемент, соединяющий концы стального стержня с рычагом или амортизаторной стойкой подвески. Внешне стойка стабилизатора представляет собой шток, длина которого варьируется от 5 до 20 сантиметров. На обоих ее концах расположены шарнирные соединения, защищенные пыльниками, с помощью которых она крепится к другим компонентам подвески. Шарниры обеспечивают подвижность соединения.
В процессе движения на тяги приходится существенная нагрузка, из-за которой шарнирные соединения разрушаются. В результате, тяги очень часто выходят из строя, и менять их приходится раз в 20-30 тысяч километров.
Крепления
Крепления стабилизатора поперечной устойчивости представляют собой резиновые втулки и хомуты. Обычно он крепится к кузову автомобиля в двух местах. Главная задача хомутов – надежно закрепить стержень. Резиновые втулки нужны для того, чтобы балка могла вращаться.
Виды стабилизаторов
В зависимости от места установки различают передний и задний стабилизаторы поперечной устойчивости. В некоторых легковых машинах задняя поперечная стальная распорка не устанавливается. Передний же стабилизатор на современных автомобилях устанавливается всегда.
Различают также активный стабилизатор поперечной устойчивости. Данный элемент подвески является управляемым, так как он изменяет свою жесткость в зависимости от типа дорожного покрытия и характера движения. Максимальная жесткость обеспечивается в крутых поворотах, средняя – на грунтовой дороге. В условиях бездорожья эта часть подвески обычно отключается.
Жесткость стабилизатора изменяется несколькими способами:
В гидравлической системе за жесткость стабилизатора отвечает гидравлический привод. Конструкция привода может различаться в зависимости от установленной на автомобиль гидравлической системы.
Недостатки стабилизатора
Основные минусы стабилизатора – это уменьшение хода подвески и ухудшение проходимости внедорожников. При поездках по бездорожью есть риск “вывешивания” колеса и потери контакта с опорной поверхностью.
Автопроизводители предлагают решить эту проблему двумя способами: отказаться от стабилизатора в пользу адаптивной подвески, либо использовать активный стабилизатор поперечной устойчивости, изменяющий жесткость в зависимости от типа дорожного покрытия.
Стабилизатор поперечной устойчивости – что это такое, устройство и как работает
Что это такое
Это необязательно должна быть прямая труда. Его форма может быть весьма причудливой. Это обусловлено компоновкой ходовой части и убранства подкапотного пространства авто. Его плавные линии огибают узлы и агрегаты. Он должен соединять две части машины в поперечном направлении. Грубо говоря – он соединяет левые и правые элементы подвески автомобиля.
Стабилизатор поперечной устойчивости выполнен из пружинной стали, той, из которой делаются пружины и рессоры. Он обладает достаточной упругостью, способен изгибаться вокруг своей оси.
То есть, если взять его за противоположные концы (плечи) и крутить их, он будет закручиваться. Конечно, руками трудно это сделать, но массы машины для этого будет достаточно.
Для чего нужен стабилизатор поперечной устойчивости
Исходя из названия, стабилизатор поперечной устойчивости отвечает за стабилизацию – слово «стабилизатор». «Поперечной» – стабилизацию в поперечной плоскости. Он делает устойчивым кузов автомобиля при прохождении поворотов.
Современный автомобиль имеет переднюю независимую подвеску, то есть, левое и правое колесо двигаются независимо друг от друга в вертикальном направлении. Этот элемент подвески делает её независимой на половину. Он соединяет противоположные колеса.
От этого она не становится зависимой. Обладая определённой упругостью, он позволяет колёсам работать независимо друга от друга до определенного момента.
При прохождении поворотов, особенно на большой скорости, автомобиль получает центробежное ускорение. Кузов кренится в противоположную сторону поворота. Внутреннее колесо разгружается, так как центр тяжести перемещается в сторону внешнего колеса.
Вы сами замечали, что во время поворота вас немного смещает в кресле на наружную сторону. Чем выше скорость, тем сильнее центробежное ускорение. Чтобы вы не чувствовали дискомфорта в креслах устанавливаются валики боковой поддержки.
Без стабилизатора поперечной устойчивости внутреннее колесо может оторваться от дороги. В этот момент теряется не только скорость машины, но и управляемость. В некоторых случаях произойдет опрокидывание автомобиля.
Чтобы авто твердо стояло на дороге в любых поворотах и на любой скорости, для этого нужен стабилизатор поперечной устойчивости.
Каких типов бывают
Стабилизатор поперечной устойчивости является обязательным элементом подвески. Различают несколько видов:
В современных авто их роль играет адаптивная подвеска. В ней нет стабилизаторов поперечной устойчивости. Этот элемент подвески заменен регулируемыми амортизаторами.
Торсионные
Такой тип еще называют передним стабилизатором поперечной устойчивости. Он имеет сложную «П»-образную форму. В его конструкции заложен торсион, он же штанга стабилизатора – металлический прут. Двумя краям он соединяется при помощи стоек к амортизаторам или рычагам.
Рычажные
Недостатком этого типа является его большая упругость. Он фактически не изгибается, поэтому его используют в заднем стабилизаторе поперечной устойчивости.
Плюсы:
Активные
Его можно настраивать в зависимости от типа поверхности дорожного покрытия или стиля езды.
Существуют три основных режима его работы:
Активный стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает золотую середину между управляемостью и комфортом. Он используется на современных автомобилях с адаптивной подвеской. Его жесткость управляется электроникой или гидравликой.
Дополнительные элементы стабилизатора поперечной устойчивости этого типа: пневмобаллоны или электрические муфты. Это зависит от конструкции подвески автомобиля.
Сегодня изучим торсионный тип, так как он больше всех требует внимания от владельцев. Он более прихотлив в обслуживании.
Из чего он состоит
Основными элементами стабилизатора поперечной устойчивости являются:
Стойка (тяга) соединяет одно плечо штанги стабилизатора с рычагом подвески или амортизатором. Она имеет либо сайлентблоки в точках крепления деталей, либо шаровые соединения. Это обеспечивает подвижность, упругость элементов и смягчает удары от дороги.
Резинки стабилизатора, они же втулки, дают возможность вращаться штанге. Они защищают её и кронштейны от разрушений. Препятствуют возникновению стуков и скрипов в подвеске. Поэтому, при диагностике автомобильной подвески следует обращать на них особое внимание.
Как работает
Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости заключается в связывании противоположных колес одной оси. При изменении положения одного колеса относительно кузова, он пытается привести противоположное колесо в такое же положение, выровняв кузов.
Когда автомобиль крениться в одну сторону, расстояние между колесом и кузовом уменьшается. Через стойку поднимается один край стабилизатора. Он выкручивается и за счет упругости, поднимает другое колесо относительно кузова. Так как он жёстко связан центральной частью с кузовом автомобиля через втулки, то кузов опускается, уменьшая расстояние противоположного колеса относительно машины. Так кузов выравнивается в горизонтальном положении.
Простым языком, благодаря стабилизатору поперечной устойчивости, кузов сопротивляется кренам. Полностью их избежать невозможно. То есть, небольшие наклоны он может компенсировать, а вот большие нет.
При превышении этого порога он может переломиться. Замена стабилизатора поперечной устойчивости убережет от переворота автомобиля и дискомфорта по время езды.
Чтобы этого не произошло, в конструкции предусмотрены резиновые упругие элементы. Они выполнены в виде сайлентблоков и втулок на стойках и местах крепления к кузову. Благодаря им, не вся кинематика от одного колеса передается к другому. У нас есть связь между колесами, но она не жесткая, конструкция «играет» и демпфирует. Кроме того, они смягчают удары подвижных элементов, вы не слышите стуков во время езды.
Видео о принципе работы стабилизатора
Недостатки
Основной недостаток реактивного и торсионного стабилизатора – зависимость одного колеса от другого. Даже если речь идет о независимой подвеске. Часть кинетической энергии передается на противоположную сторону.
Этот узел подвески сокращает её ход. То есть, есть большая вероятность «вывесить» колесо при диагональном прохождении пересеченной местности. Особенно это актуально внедорожникам и паркетникам с большим клиренсом, потому что «легковушки» туда вообще не заберутся.
Невозможно регулировать жесткость штанги. Она или работает или сломалась – два режима его работы. В таком случае используют активные стабилизаторы поперечной устойчивости или адаптивную подвеску.
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Какого крена: как узнать, что пора менять стойки стабилизатора
Мы часто в материалах о подержанных автомобилях пишем что-то вроде «стойка стабилизатора – это расходник». Наверняка вы встречали такую фразу, например, в обзорах Бориса Игнашина. Говорит он так не потому, что не считает стойку дорогой или важной деталью, а потому что это факт: стойки стабилизатора выходят из строя чаще других деталей ходовой части, а цены на них обычно невысокие. Отсюда и отношение к ним как к расходникам. Однако это не значит, что деталь эта неважная. Она ещё какая важная, хотя при желании можно ездить и вовсе без неё. Но лучше так не делать.
Теория крена
Задача стоек стабилизатора – держать сам стабилизатор. Поэтому начнём с него.
Логично, что в повороте машина вынуждена крениться (центр тяжести у неё расположен всё-таки не в точке контакта колёс с дорогой, а значительно выше, так что от центробежной силы никуда не деться). Сам по себе крен – штука не самая приятная. И не из-за того, что в салоне качающейся машины всех быстро начнёт тошнить, а из-за того, что во время крена сильно изменяется нагрузка на внутренние и наружные по отношению к центру поворота колёса. А это влияет не столько на комфорт, сколько на управляемость. Стабилизатор поперечной устойчивости должен эту проблему решать.
Особенно актуально это для самой распространённой передней подвески типа МакФерсон. Теоретически углы развала колёс у неё постоянные, но как раз в крене, при большой разнице нагрузки на колёса, угол развала меняется. Вроде бы ничего с этим сделать нельзя – такая особенность конструкции, но стабилизатор всё-таки делает. Если возникает крен, противоположные концы стабилизатора начинают перемещаться в противоположных же направлениях. В средней части возникает момент, который препятствует относительному перемещению колёс. В итоге не только перестаёт расти крен, но и более равномерно распределяется нагрузка на внутреннее и внешнее колесо. Так что стабилизатор полностью соответствует понятию гениальности: очень простая, но эффективная железка. Конечно, бывают и сложные стабилизаторы, жёсткость которых регулируется автоматически или по команде ЭБУ, но это другая история. Сегодня речь идёт об обычных «стабах».
Стойки стабилизатора – это детали, которые крепят его к кузову. Конечно, приварить его было бы проще, но стабилизатор не может быть неподвижным. Его задача – шевелить концами для создания вращающего момента, который прижимал бы отрывающееся колесо обратно к дороге. Поэтому сам он стоит во втулках (чтобы немного вращаться), а его стойки имеют подвижные соединения. Иначе они бы просто отломились, а сама конструкция не смогла бы работать. Соединения бывают разными: с шаровыми шарнирами или со втулками. С одного конца у них может быть резьба, но с другого обязательно будет что-то подвижное. Наиболее распространённое крепление – шаровое соединение. Штука очень подходящая по своим возможностям, но, к сожалению, не вечная. Особенно в случае со стойкой, которая постоянно испытывает переменные нагрузки. Со временем шаровое соединение начинает люфтить, скрипеть и стучать. И это неизбежно.
Смазка, пыльник, но не ШРУС
Понятно, что именно это соединение и становится со временем причиной появления непотребных звуков. А конструкция здесь абсолютно типичная для многих других автомобильных шаровых соединений: стальной шаровый палец стоит в пластиковом посадочном месте, всё это обмазано смазкой и закрыто пыльником. Ничего нового. Нечто подобное есть и в наконечниках рулевых тяг, и в ШРУСах (кроме самого пальца), и во многих других местах. Основное преимущество такого соединения – дешевизна конструкции.
Почему стойка разваливается? Первая причина, конечно, обусловлена особенностью работы стойки. Стабилизатор её постоянно пытается то сжать, то растянуть. И при этом немного проворачивает. Само собой, во временем пластик стачивается, и шаровая начинает скрипеть (как, например, и шаровая опора колеса – тут тоже много общего).
Вторая причина – это естественное старение смазки. Тут объяснять нечего.
Третья – это порванный пыльник. Смазка из соединения вымывается, зато вместо неё туда попадают пыль, песок и вся остальная дорожная грязь.
Четвёртая причина – это наши дороги, помноженные на особенность управления автомобилем некоторыми личностями. Нет в ходовой части машины такой детали, которая относилась бы благосклонно к ямам и ухабам. И стойка стабилизатора – не исключение. Интересно, что часто мы их убиваем специально. Например, когда переезжаем рельсы или лежачие полицейские под углом. Это, конечно, бережёт другие детали, более дорогие, но заметно снижает ресурс стоек стабилизатора. Потому что они изнашиваются сильнее всего именно при диагональной нагрузке, которую пытаются всеми силами компенсировать. Кстати, именно поэтому на некоторых серьёзных внедорожниках стабилизатор можно отключать: это позволяет увеличить ходы подвески, ограниченные именно этим стабилизатором.
Разумеется, к этой же опере относится и скоростное прохождение поворотов. С одной стороны, стабилизатор со стойками для этого нужен, с другой, нагрузка при таком манёвре максимальная. С этим надо просто смириться.
Что и как?
Каждый владелец, который проехал на своей машине достаточно много, знает, как распознать износ стоек стабилизатора. Они издают такие неповторимые звуки, что перепутать их с чем-то другим очень сложно. А вот если пришлось сесть в незнакомую машину (например, после покупки на вторичном рынке), можно немного растеряться. Поэтому напомню, как понять, что стойки придётся менять.
Скажу сразу: определить износ стойки по поведению машины достаточно сложно. Часто говорят о том, что машина начинает сильнее крениться в поворотах, становится хуже управляемость, на трассе машина начинает рыскать. По-моему, это всё не так однозначно и может быть последствием очень разнообразных поломок, так что полагаться на эти признаки я бы не стал. Тем более что есть более однозначные – звуки.
Сильнее всего стойки стабилизатора реагируют на поперечные нагрузки (стабилизатор не зря называется стабилизатором поперечной устойчивости). Чаще всего они начинают скрипеть и стучать при попытке диагонального вывешивания. Если в машине ничего не стучит, но при медленном проезде глубоких ям слышен скрип или даже стук – это стойки стаба. Звук бывает довольно громким, но глухим. Его локализация изнутри салона часто затруднительна, но если покачать машину, источник выдаст себя скрипом в районе колеса. Похожим образом может скрипеть и шаровая опора, но обычно она ведёт себя тише (если ещё не совсем раздолбана).
Хороший способ убедиться в том, что источник звука определён верно – это не торопясь дважды проехать через «лежачего полицейского». Сначала это надо сделать строго перпендикулярно, потом – под углом. Если в первом случае ходовая молчала, а во втором заскрипела – это точно стойки стабилизатора.
Если рядом есть верный товарищ, можно пойти другим путём: вывернуть колеса в сторону и взяться за стойку рукой. Товарищ (не только верный, но и сильный) должен машину покачать. Чувствуете люфт – меняете стойки. Исправные стойки люфтить не должны.
Другой хороший способ поможет, если слышен только скрип. Можно попробовать брызнуть на шаровое соединение «вэдэшкой». Если звук после этой операции пропадёт или станет тише, то это опять-таки стойка. Кстати, звук может пропасть и на неделю, так что если он бесит, но менять стойки пока некогда, можно протянуть некоторые время на «вэдэшке».
Большого повода бояться стуков стоек нет. Машина может ездить вообще без них (и без самого стабилизатора тоже). Хуже, конечно, но может. Ломаются окончательно стойки тоже редко. Чаще они ломаются в самом тонком и, соответственно, слабом месте стержня стойки. Но и это тоже нестрашно, хотя стук будет сводить с ума. Кстати, сам стабилизатор тоже может сломаться. Но такое бывает у совсем старых машин, где в силу возраста стабилизатор просто сгнивает.
Жаль, но срок службы стоек действительно ограничен. Где-то они служат вообще по 20-30 тысяч километров, где-то могут прослужить и сто. В любом случае при первых звуках, которые начнут раздаваться из-под днища новой машины, первым делом нужно проверить именно стойки – деталь с наименьшим ресурсом.
Ну и последнее: стойка стабилизатора – не та деталь, которую можно ставить только оригинальной. Обычно есть большой выбор аналогов, которые ничем не уступают оригиналу, но стоят намного дешевле. И это прекрасно.