Когда автомобиль едет по змейке или поворачивает, под действием центробежных сил между упругими элементами его подвески начинается перераспределение нагрузок: с наружных сторон колес нагрузка повышается, а с внутренних сторон нагрузка снижается, в результате чего в поперечной плоскости автомобиль начинает крениться или раскачиваться. Такие явления бывают очень опасны, потому что способны вызвать опрокидывание транспортного средства, а также могут привести к потере контроля над управляемостью автомобилем. Поможет справиться со сложной задачей упругий элемент, используемый в конструкции подвески. Зачем нужен стабилизатор поперечной устойчивости, читайте в данной статье.
Величина крена и степень его раскачивания зависят от хода подвески, и чем больше ход, соответственно, больше крены, тогда, чтобы исключить вышеописанные недостатки, этот показатель нужно уменьшить.
Достигнуть уменьшения можно несколькими методами:
- увеличить жесткость упругих элементов, установить короткоходные амортизаторы и ограничители хода рычагов,
- внедрить в конструкцию узел, выполняющий в поворотах роль дополнительного, упругого элемента.
Наименее подходящими оказались первые два способа, потому что значительно снижалась комфортность автомобиля. Эти способы в основном применяются в спортивных болидах.
Поэтому в конструкции подвески использовался новый упругий элемент - стабилизатор поперечной устойчивости, который работает только при перемещении колес одной оси в различных направлениях – одно направление вниз, другое направление вверх.
Конструкция стабилизатора собой представляет штангу U-образной формы, которая имеет изогнутые под определенным углом концы.
На сегодняшний день современный автомобиль имеет плотное расположение узлов и агрегатов, что не позволяет сделать центральную часть штанги прямой, поэтому имеются и наиболее сложные конструкции.
Стабилизаторы поперечной устойчивости изготавливаются из отрезков цилиндрического профиля. В качестве необходимого материала используется специальная сталь, которая способна работать при скручивании, как упругий элемент. Обычно центральная часть стабилизатора закрепляется в двух точках, которые параллельно оси колес к кузову, или же к подрамнику кронштейнами с упругими демпферами. А его концы, в свою очередь, соединяются с несущей деталью подвески колес – балкой, рычагами, картером моста.
В момент, когда упругие элементы подвески с одной стороны растягиваются, а с другой стороны сжимаются, то средняя часть стабилизатора поперечной устойчивости скручивается, и начинает работать, как упругий элемент, а именно, по принципу торсионов.
Суть этого в следующем – со стороны крена стабилизатор пытается автомобиль приподнять, а с другой стороны при сжатии упругого элемента подвески опустить автомобиль. Таким образом, автомобиль обеспечивается выравниванием по отношению к плоскости дороги.
У некоторых автомобилей с передним приводом на задней оси функцию стабилизатора выполняет поперечная балка, которая жестко соединяет продольные рычаги подвески задних колес. Такие подвески получили название полунезависимые, потому что во время движения по неровностям, на змейках, поворотах эта деталь работает на скручивание. А вот много-рычажные, независимые подвески - практически все, в отличие от них оснащены стабилизатором.
Так как стабилизатор поперечной устойчивости может работать только в плоскостях, наиболее приближенных к горизонтальной плоскости, то это значительно накладывает некоторые сложности при компоновке автомобиля. Для решения этих сложностей в подвески были введены новые элементы - это стойки стабилизатора, связывающие рычаги подвески со стабилизатором в вертикальной плоскости.
Полезен, но не всегда.
На сегодняшний день стабилизатор поперечной устойчивости является обязательной деталью подвески легкового автомобиля, в то же время во внедорожниках его присутствие нежелательно. Нежелательность можно объяснить тем, что способность стабилизатора уменьшает ход подвески, а это недопустимо при движении по бездорожью, потому что колеса вывешиваются и теряют контакт с поверхностью дороги.
Конечно, при наличии полного комплекта блокировок межосевых и колесных дифференциалов короткоходность будет не столь опасной, но при отсутствии блокировок стабилизатор значительно ухудшает проходимость внедорожника. Несмотря на это, нельзя сказать, что в современных скоростных внедорожниках стабилизатор в подвеске является не нужной деталью. Наоборот, для таких автомобилей с высоким центром тяжести эта деталь будет особенно необходима.
От условий эксплуатации автомобиля можно сделать выбор, чем пожертвовать – проходимостью или устойчивостью. Например, создатели Nissan Patrol GR нашли выход и применили в конструкции подвески электронный отключаемый стабилизатор поперечной устойчивости. Если на бездорожье на панели приборов нажать кнопку, то шток цилиндра стабилизатора, который выполняет функцию его стойки, освобождается. Шток, который перемещается свободно, не передает усилия от подвесок задних и левых колес, и когда скорость больше 20 км/час, кнопка управления стабилизатором сразу же блокируется. Благодаря такой реакции исключается возможное выключение по ошибке стабилизатора на большой скорости, когда могут появиться опасные крены.
Наиболее актуальный стабилизатор поперечной устойчивости изобрели инженеры американской фирмы TRW. В конструкции этого стабилизатора предусмотрена стойка – гидроцилиндр, а также гидронасос. Этими деталями «управляет» электронный блок управления (ЭБУ), который получает информацию от акселерометра или датчика бокового ускорения.
Стабилизатор находится в разблокированном состоянии, когда автомобиль движется прямолинейно, насос находится в выключенном состоянии, а жидкость, находящаяся в гидроцилиндре, не под давлением. При этом подвеска работает в наиболее комфортном режиме. При появлении боковых ускорений, виновник кренов - электронный блок управления включает насос, и тогда в гидроцилиндре образуется давление жидкости. Электронный блок управления, регулируя его величину, изменяет, в зависимости от конкретного режима движения, жесткость стабилизатора.
Подведем итоги: стабилизатор поперечной устойчивости в конструкции подвески – необходимая деталь для безопасности движения.
