Wie sieht die Federung eines Autos aus? Autoaufhängung: Zweck und Komponenten. Sportliche Einzelradaufhängung

Aussetzung jeglicher Art modernes Auto mobile ist ein besonderes Element, das als Übergangsverbindung zwischen Straße und Karosserie dient. Und dazu gehören nicht nur Vorder- und Hinterachsen und Räder, sondern auch eine ganze Reihe von Mechanismen, Teilen, Federn und diversen Komponenten.

Um fachmännische Reparaturen durchführen zu können, muss ein Autofahrer wissen, woraus die Federung des Autos besteht. In diesem Fall kann er eine Fehlfunktion schnell erkennen, ein Teil austauschen oder eine Fehlerbehebung durchführen.

Hauptfunktionen der Federung

Die Federung eines jeden modernen Autos ist darauf ausgelegt, mehrere Grundfunktionen zu erfüllen:

1. Verbindung von Achsen und Rädern mit dem Haupttragsystem – Rahmen und Karosserie.
2. Übertragung des Drehmoments vom Motor und der Hauptlastkraft.
3. Sorgt für die nötige Laufruhe.
4. Glättung von Straßenunebenheiten.

Alle Hersteller arbeiten daran, die Effizienz, Zuverlässigkeit und Festigkeit der Federung durch die Einführung fortschrittlicherer Lösungen zu verbessern.

Arten von Anhängern

Oldtimer-Fahrwerke gehören der Vergangenheit an. Mittlerweile sind solche Systeme komplexer geworden. Es gibt zwei Hauptsorten:

Die überwiegende Mehrheit der Personenkraftwagen ist mit einer Einzelradaufhängung ausgestattet. Dadurch erreichen Sie mehr Komfort und Sicherheit. Der Kern dieser Konstruktion besteht darin, dass die auf derselben Achse befindlichen Räder in keiner Weise starr miteinander verbunden sind. Dadurch ändert das andere Rad seine Position nicht, wenn ein Rad auf eine Unebenheit trifft.

Bei einer abhängigen Aufhängung sind die Räder durch einen starren Träger verbunden und stellen eigentlich eine monolithische Struktur dar. Dadurch bewegt sich das Paar synchron, was nicht sehr praktisch ist.

Hauptgruppen von Elementen

Wie bereits gesagt, moderne Federung ist ein komplexes System, in dem jedes Element seine eigene Aufgabe erfüllt und jedes Teil, jede Baugruppe oder Einheit mehrere Funktionen gleichzeitig haben kann. Es ist sehr schwierig, alle Elemente aufzuzählen, daher unterscheiden Experten normalerweise bestimmte Gruppen:

1. Elemente, die für Elastizität sorgen.
2. Führungselemente.
3. Stoßdämpfende Elemente.

Wofür ist jede Gruppe gedacht?

Elastische Elemente sollen vertikale Kräfte ausgleichen, die durch Fahrbahnunebenheiten entstehen. Die Führungselemente sind direkt für die Verbindung mit dem Tragsystem verantwortlich. dämpfen eventuelle Vibrationen und sorgen für ein angenehmes Fahrgefühl.

Das wichtigste elastische Element sind Federn. Sie mildern Stöße, Vibrationen und negative Schwingungen. Eine Feder ist eine große und kraftvolle Feder mit hohem Widerstand.

Eines der Hauptelemente der Federung sind Stoßdämpfer, die Dämpfungsfunktionen übernehmen. Sie bestehen aus:

• obere und untere Laschen zur Befestigung des gesamten Stoßdämpfers;
• Schutzhülle;
• Zylinder;
• Stange;
• Kolben mit Ventilen.

Die Dämpfung von Schwingungen entsteht durch den Einfluss von Widerstandskräften, die entstehen, wenn eine Flüssigkeit oder ein Gas von einem Behälter in einen anderen fließt.

Eine weitere wichtige Komponente ist der Stabilisator seitliche Stabilität. Es ist notwendig, die Sicherheit zu verbessern. Dadurch weicht das Auto bei hohen Geschwindigkeiten nicht so stark zur Seite aus.

Die Federung spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Fahrleistung eines Pkw. Viele Hersteller versuchen, qualitativ hochwertige Teile auszuwählen und die Ausrüstung ernst zu nehmen. Hersteller verwenden häufig Aufhängungen des einen oder anderen Unternehmens, das sich seit langem etabliert und seine Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt hat.

Video

Sehen Sie sich das Video zur Überprüfung des Fahrwerks am Beispiel des Nissan Almera G15 an:

Die Straße für den Autoverkehr ist selten ideal. Auch auf einer asphaltierten Straße gibt es immer wieder Risse, Schlaglöcher und Unebenheiten. Ohne ein Stoßdämpfungssystem wäre eine komfortable Bewegung nicht möglich und die Karosserie würde den von den Rädern übertragenen Stoßbelastungen nicht lange standhalten. Die Fahrzeugfederung ist auf die Aufnahme einer solchen Belastung ausgelegt und je nach Einsatzzweck und Kosten unterschiedlich ausgelegt.

Zweck und Design der Autofederung

Beim Autofahren Fahrzeug Alle Vibrationen, die durch Fahrbahnunebenheiten entstehen, werden auf die Karosserie übertragen. Der Zweck der Aufhängung besteht darin, solche Vibrationen abzuschwächen oder zu dämpfen. Eine zusätzliche Funktion besteht darin, eine Verbindung zwischen der Karosserie und den Rädern herzustellen, wobei die Räder die Möglichkeit haben, ihre Position unabhängig von der Karosserie zu ändern und so die Bewegungsrichtung anzupassen. Zusammen mit den Rädern ist die Federung eines der obligatorischen Elemente des Fahrgestells des Fahrzeugs.

Die Aufhängung ist ein technisch komplexes Gerät, bestehend aus folgenden Teilen:

1. Elastische Elemente sind metallische und nichtmetallische Teile, die die gesamte Belastung durch Bewegung über unebene Oberflächen aufnehmen und aufgrund ihrer Eigenschaften auf die Körperstruktur verteilen.
2. Dämpfungsvorrichtungen (Stoßdämpfer) – Einheiten mit pneumatischer, hydraulischer oder kombinierter Struktur, die Körpervibrationen aus elastischen Teilen ausgleichen.
3. Führungsteile – verschiedene Hebel, die die Aufhängung mit der Karosserie verbinden und die Verschiebung der Räder relativ zueinander und zur Karosserie steuern.
4. Stabilisatoren – elastische Metallstangen, die die Aufhängung und die Karosserie verbinden und ein mögliches Wanken des Fahrzeugs während der Fahrt verhindern.
5. Radstützen – Teile der Vorderachse in Form von Achsschenkeln, die Lasten von den Rädern aufnehmen und auf die Federung verteilen.
6. Mittel zur Befestigung von Teilen, Baugruppen und Baugruppen, deren Aufgabe es ist, Fahrwerk und Karosserie miteinander zu verbinden. Dabei handelt es sich um starre Verbindungen mit Bolzen, Kugelgelenken oder Scharnieren, zusammengesetzte Silentblöcke.

Dämpfungselemente

Teile der Aufhängung, die Vibrationen während der Fahrt dämpfen, werden als Dämpfungselemente bezeichnet. Hierzu zählen folgende Geräte:

1. Doppelrohr-Stoßdämpfer, bestehend aus Innen- und Außenrohren und erfüllen die Funktion eines Vorratsbehälters und eines Kolbens, die durch Löcher und Mehrwegeventile verbunden sind, die aufgrund der Trägheit des Arbeitsmediums Hin- und Herbewegungen verlangsamen und Vibrationen dämpfen.

Abhängig von der internen Betriebsumgebung werden Stoßdämpfer unterteilt in:

• Hydraulisch;
• Gasgefüllt;
• Gashydraulisch.

Elastische Elemente

Die Aufgabe dieser Aufhängungselemente besteht darin, von den Rädern des Autos auf die Karosserie einwirkende Stöße zu absorbieren, und sie stellen folgende Teile dar:

1. Frühling. Das einfachste Element, das in fast allen Arten von Anhängern vorhanden ist. Aus Effizienzgründen kann es verschiedene Formen haben.
2. Frühling. Das älteste Aufhängungselement ist ein Satz miteinander verbundener Stahlbleche, die durch gegenseitige Reibung Vibrationen dämpfen.
3. Pneumatisches Element. Dient als Alternative zu einer Feder und ist ein Gummikissen, in das Luft gepumpt wird.
4. Torsion. Ein elastisches Kompaktelement in Form einer Stange, deren eines Ende mit dem Aufhängungsarm verbunden ist und deren anderes Ende durch eine Halterung an der Karosserie festgeklemmt ist. Bei der Bewegung des Querlenkers wirkt die Stange als elastisches Element und verdreht sich.
5. Bahre. Es ist ein Zwischenteil zwischen Karosserie und Aufhängungselementen und bildet mit diesen eine Baueinheit.
6. Stabilisator. Dabei handelt es sich um eine Stange, die über Streben oder Radaufhängungsarme verbunden ist, um die Bewegung des Fahrzeugs zu stabilisieren.

So funktioniert die Federung

Die Funktion einer Autofederung besteht darin, die Aufprallkraft eines Rades, das auf eine unebene Oberfläche trifft, in die Bewegung elastischer Teile (Federn) umzuwandeln. Die Steifigkeit solcher Bewegungen wird durch Dämpfungsvorrichtungen (Stoßdämpfer) kontrolliert und abgemildert. Dadurch wird die auf den Körper übertragene Aufprallkraft reduziert, was für eine reibungslose Bewegung sorgt.

Federungssteifigkeit verschiedene Autos variiert stark: Je steifer es ist, desto einfacher und vorhersehbarer ist die Steuerung, aber der Fahrkomfort nimmt ab. Soft sorgt für eine einfache Bedienung, allerdings auf Kosten einer deutlich eingeschränkten Steuerbarkeit (was nicht zu empfehlen ist). Aus diesem Grund versuchen Fahrzeughersteller stets, einen Kompromiss zwischen Komfort und Sicherheit zu finden.

Klassifizierung von Anhängern

In der modernen Automobilindustrie werden am häufigsten folgende Aufhängungsarten verwendet:

1. McPherson. 1960 von einem Ingenieur entwickelt, der dem Design seinen Nachnamen gab. Besteht aus folgenden Teilen:

• Stabilisator oder „schwingender Stecker“. Es ist mit einem Scharnier an der Karosserie befestigt und neigt dazu, zu schwingen, wenn sich das Rad vertikal bewegt.
• Block (Federelement und Teleskopstoßdämpfer);
• Hebel.

Der Vorteil der Federung ist ihr niedriger Preis, ihre Einfachheit und Zuverlässigkeit. Der Nachteil ist eine spürbare Änderung des Sturzwinkels an den Rädern.

2. Doppelhebel. Es besteht aus zwei Hebeln unterschiedlicher Länge – dem oberen kurzen und dem unteren langen. Dieses Schema ist eines der fortschrittlichsten, da das darauf befindliche Auto aufgrund der minimalen seitlichen Bewegung der Räder eine hervorragende Seitenstabilität und einen geringen Reifenverschleiß aufweist.

3. Multi-Link. Es hat eine ähnliche Struktur wie der Doppelhebel, ist jedoch viel fortschrittlicher und komplexer. Darin sind alle Scharniere, Hebel und Silentblöcke an einem speziellen Hilfsrahmen befestigt. Verschiedene Kugelgelenke und gummierte Buchsen absorbieren Stöße bei Unebenheiten perfekt und reduzieren den Lärm in der Kabine. Dieses Federungsschema sorgt für die beste Reifenhaftung, Laufruhe und Handling. Die Vorteile einer Mehrlenkeraufhängung sind folgende:

• Optimales Raddrehen;
• Getrennte Längs- und Querverstellung;
• Kleine ungefederte Massen;
• Unabhängigkeit der Räder voneinander;
• Hervorragendes Potenzial mit Allradantrieb.

Der Hauptnachteil der Federung sind jedoch ihre hohen Kosten, obwohl in letzter Zeit nicht nur Oberklassewagen, sondern auch Autos der Golfklasse mit einer solchen Einheit ausgestattet wurden.

4. Adaptiv. Es weist grundlegende Unterschiede zu anderen Arten von Mechanismen auf und stellt eine logische und verbesserte Fortsetzung der hydropneumatischen Federung dar, die erstmals von Citroen und Mercedes implementiert wurde. Seine Vorteile sind wie folgt:

• Geringes Schwanken bei hoher Geschwindigkeit und minimale Karosserieneigung;
• Zwangsvariable Dämpfung;
• Automatische Anpassung an jeden Straßenbelag;
• Hervorragende Stabilität bei Geradeausfahrt;
• Anpassung an den Fahrer;
• Hohes Maß an Sicherheit.

Bei der Herstellung einer Einheit entwickeln verschiedene Unternehmen ihr eigenes Originaldesign, aber im Allgemeinen besteht das Design aus den folgenden Komponenten:

• Einstellbare Stabilisatoren;
• Fahrwerkssteuergerät;
• Aktive Stoßdämpferstreben;
• Verschiedene Sensoren (Bodenfreiheit, Rauheit usw.).

Der Hauptnachteil des Geräts ist seine Komplexität.

5. Wie „De Dion“. Die Erfindung des französischen Ingenieurs hat das Hauptziel, die Hinterachse des Fahrzeugs durch die Trennung des Hauptgetriebegehäuses so weit wie möglich zu entlasten, während es direkt an der Karosserie befestigt ist. Das Drehmoment wird über Achswellen und Gleichlaufgelenke übertragen, wodurch die Aufhängung entweder abhängig oder unabhängig sein kann. Der Hauptnachteil des Designs ist das „Hocken“. Hinterräder mit scharfem Anfahren und „Pick“ beim Bremsen.

6. Hinten abhängig. Das Gerät ist bei klassischen VAZ-Modellen zu sehen, deren Besonderheit zylindrische Schraubenfedern als elastische Elemente sind. An ihnen „hängt“ der Hinterachsträger, der über vier Längsarme an der Karosserie befestigt ist. Quer Jet-Schub dämpft Rollen und verbessert das Handling. Das Design bietet aufgrund der ungefederten Massen und der massiven Hinterachse keinen guten Komfort und Laufruhe, ist aber bei der Befestigung des Hauptgetriebegehäuses, des Getriebes und anderer massiver Teile am Träger relevant.

7. Halbunabhängiges Heck. Es wird häufig in vielen Fahrzeugen mit Allradantrieb verwendet und besteht aus einem Paar Längslenkern, die in der Mitte am Querträger befestigt sind. Diese Federung hat folgende Vorteile:

• Kompakte Größe und relativ geringes Gewicht;
• Einfache Reparatur und Wartung;
• Spürbare Reduzierung der ungefederten Massen;
• Beste Radkinematik.

Der Hauptnachteil der Federung ist die Unmöglichkeit, sie in Fahrzeuge mit Hinterradantrieb einzubauen.

8. Pickups und SUVs. Je nach Verwendungszweck und Gewicht des Fahrzeugs gibt es drei Arten der Federung:

• Unabhängige Vorderseite und abhängige Rückseite;
• Völlig unabhängig;
• Völlig abhängig.

In den meisten Fällen ist an der Hinterachse eine Feder oder Federaufhängung verbaut, die mit starren einteiligen Achsen zusammenwirkt. Federn werden aufgrund ihrer Belastbarkeit, Schlichtheit und Zuverlässigkeit in schweren Jeeps und Pickups eingesetzt. Eine solche Federung ist kostengünstig, was die Ausstattung bestimmter preisgünstiger Autos damit beeinflusst hat.

Die Federkonstruktion ist langhubig, weich und nicht komplex aufgebaut, weshalb sie am häufigsten in leichten Jeeps verbaut wird. An den Vorderachsen sind Feder- und Drehstabschaltungen verbaut.

9. Lastwagen. Lkw sind mit abhängigen Aufhängungen mit Längs- und Querfedern sowie hydraulischen Stoßdämpfern ausgestattet. Dieses Schema ist so einfach und kostengünstig wie möglich herzustellen. Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Fahrer jedoch mit einer schlechten Beherrschbarkeit konfrontiert, da die Federn als Führungselemente nicht optimal funktionieren.

Das Fahrwerk eines Fahrzeugs ist die wichtigste Hightech-Gruppe, von deren Funktion viele Eigenschaften des Fahrzeugs abhängen. Die Wartungsfreundlichkeit aller Komponenten und Baugruppen ist der Schlüssel zur Sicherheit im Straßenverkehr. Das Herzstück des Fahrwerks wiederum ist die Fahrzeugfederung. Das Stoßdämpfungssystem dient dazu, die Räder mit der Karosserie zu verbinden. Sein Hauptziel besteht darin, alle durch Mängel in der Straßenoberfläche verursachten Vibrationen so weit wie möglich zu glätten und gleichzeitig die Energie der Fahrzeugbewegung effektiv zu nutzen.

Struktur

An moderne Maschinen werden viele Anforderungen gestellt. Sie müssen gut kontrolliert und gleichzeitig stabil, leise, komfortabel und sicher sein. Um all diese Wünsche zu erfüllen, müssen Ingenieure die Federungskonstruktion sorgfältig überdenken.

Bisher gibt es keinen universellen Standard. Jeder Autohersteller hat seine eigenen Tricks und modernen Entwicklungen. Alle Arten von Anhängern zeichnen sich jedoch durch das Vorhandensein folgender Objekte aus:

• Elastisches Element.
• Führungsteil.
• Stabilitätsstabilisator.
• Stoßdämpfende Geräte.
• Radunterstützung.
• Befestigungselemente.

Elastisches Element

Eine Autoaufhängung enthält elastische Elemente aus Metall und nichtmetallischen Teilen. Sie sind notwendig, um die auf die Räder einwirkende Stoßbelastung bei Fahrbahnunebenheiten umzuverteilen. Zu den elastischen Metallteilen gehören Federn, Torsionsstäbe und Federn. Nichtmetallische Elemente sind Gummipuffer und -puffer, pneumatische und hydropneumatische Kammern.

Metallgegenstände

Historisch gesehen waren Quellen die ersten, die auftauchten. Aus gestalterischer Sicht handelt es sich dabei um miteinander verbundene Metallstreifen unterschiedlicher Länge. Die Federn sorgen nicht nur für eine effektive Lastumverteilung, sondern absorbieren auch gut. Am häufigsten werden sie im Fahrgestell von Lastkraftwagen eingesetzt.

Torsionsstäbe sind Sätze aus Platten oder Stäben, die eine Drehung bewirken. Normalerweise besteht die Hinterradaufhängung eines Autos aus einem Torsionsstab. Geräte dieser Art werden auch von japanischen und amerikanischen Herstellern von Geländefahrzeugen eingesetzt.

Metallfedern gehören zum Fahrwerk jedes modernen Autos. Diese Elemente können eine konstante oder variable Steifigkeit aufweisen. Ihre Elastizität hängt von der Geometrie des Stabes ab, aus dem sie hergestellt sind. Ändert sich der Durchmesser des Stabes über seine gesamte Länge, so weist die Feder eine variable Steifigkeit auf. Ansonsten ist die Elastizität konstant.

Nichtmetallische Gegenstände

Elastische nichtmetallische Teile werden in Verbindung mit metallischen Teilen verwendet. Gummielemente – Stoßfänger und Puffer – tragen nicht nur zur Umverteilung dynamischer Belastungen bei, sondern absorbieren auch Stöße.

Bei aktiven Federungskonstruktionen kommen pneumatische und hydropneumatische Kammern zum Einsatz. Ihre Wirkung wird nur durch die Eigenschaften von Druckluft (pneumatische Kammern) oder Gas und Flüssigkeit (hydropneumatische Kammern) bestimmt. Diese elastischen Elemente ermöglichen es, die Bodenfreiheit des Fahrzeugs und die Steifigkeit des Dämpfungssystems automatisch zu verändern. Darüber hinaus sorgen sie für eine sehr ruhige Fahrt. Hydropneumatische Kammern waren die ersten, die entwickelt wurden. Sie erschienen auf Autos Marke Citroen in den 1950er Jahren. Heutzutage sind pneumatische und hydropneumatische Federungen optional in Fahrzeugen der Business-Klasse eingebaut: Mercedes-Benz, Audi, BMW, Volkswagen, Bentley, Lexus, Subaru usw.

Führungsteil

Die Führungselemente der Aufhängung sind Streben, Hebel und Scharniergelenke. Ihre Hauptfunktionen:

• Halten Sie die Räder in der richtigen Position.
• Behalten Sie die Flugbahn der Räder bei.
• Stellen Sie die Verbindung zwischen dem Stoßdämpfungssystem und dem Körper sicher.
• Übertragen Sie die Bewegungsenergie von den Rädern auf den Körper.

Stabilisator

Ohne eine Stabilisierungseinrichtung würde die Fahrzeugfederung dem Fahrzeug nicht die nötige Stabilität verleihen. Es bekämpft die Zentrifugalkraft, die dazu neigt, das Auto beim Wenden umzukippen, und verringert die Wankneigung der Karosserie.

Technisch gesehen ist der Stabilisator ein Torsionsstab, der das Stoßdämpfungssystem und die Karosserie verbindet. Je höher seine Steifigkeit, desto besseres Auto hält die Straße. Andererseits verringert eine übermäßige Elastizität des Stabilisators den Federweg und verringert die Laufruhe des Fahrzeugs.

In der Regel sind beide Achsen des Autos mit Stabilisatoren ausgestattet. Wenn die Hinterradaufhängung des Autos jedoch eine Torsionsstabaufhängung ist, wird das Gerät nur vorne eingebaut. Die Ingenieure von Mercedes-Benz konnten komplett darauf verzichten. Sie entwickelten ein spezielles adaptives Fahrwerk mit elektronischer Karosserielageregelung.

Stoßdämpfende Geräte

Um starke Vibrationen abzumildern, ist die Federung mit Stoßdämpfern ausgestattet. Bei diesen Objekten handelt es sich um Pneumatikzylinder oder Zylinder, die Arbeitsflüssigkeit enthalten. Es gibt zwei Haupttypen von Stoßdämpfern:

• Einseitig.
• Doppelseitig.

Einseitige Stoßdämpfer sind länger als doppelseitige. Sie sorgen für mehr Glätte. Bei Fahrten auf Straßen mit schlechtem Untergrund haben die Einwegstoßdämpfer jedoch keine Zeit, die Federung rechtzeitig vor der nächsten Unebenheit wieder in den Ausgangszustand zu versetzen, und sie „bricht durch“. Aus diesem Grund haben sich doppelseitige „Schwingungsdämpfer“ immer weiter verbreitet.

Radunterstützung

Radstützen sind notwendig, um die Lasten auf die Räder aufzunehmen und umzuverteilen.

Befestigungselemente

Kugelgelenk

Um sicherzustellen, dass die Fahrzeugaufhängung eine Einheit bildet, sind Befestigungselemente erforderlich. Um Komponenten und Baugruppen zu verbinden, werden drei Arten von Verbindungen verwendet:

• Verschraubt.
• Artikuliert.
• Elastisch.

Mit Schrauben hergestellte Befestigungselemente sind starr. Sie sind für die bewegungslose Artikulation von Objekten notwendig. Zu den Scharniergelenken gehört das Kugelgelenk. Es ist ein wichtiger Teil der Vorderradaufhängung und sorgt dafür, dass sich die Antriebsräder richtig drehen können. Elastische Befestigungselemente sind Silentblöcke und Gummi-Metall-Buchsen. Neben der Funktion, Teile zu verbinden und an der Karosserie zu befestigen, verhindern diese Gegenstände die Ausbreitung von Vibrationen und reduzieren den Lärm.

Alle Elemente des Fahrgestells sind miteinander verbunden und erfüllen meist mehrere Funktionen gleichzeitig. Daher ist die Feststellung, ob ein Ersatzteil zu einer bestimmten Gruppe gehört, an Bedingungen geknüpft.

Es gibt einen Körper und es gibt Räder. Es stellt sich die Frage: Wie können die Räder mit der Karosserie verbunden werden, damit das Auto gefahren werden kann, die Traktion kontinuierlich vom Motor auf die Antriebsräder übertragen wird und gleichzeitig alle Unebenheiten von Straßen mit unterschiedlichen Oberflächen und ohne diese bequem überwunden werden können? Gleiche Beschichtungen? Gleichzeitig muss die Verbindung zwischen Rädern und Karosserie steif genug sein, damit das Auto bei Manövern einfach nicht umkippt. Die Antwort ist einfach: Montieren Sie die Räder am Zwischenlenker. Als solche Verbindung dient eine Aufhängung.

Federungskomponenten sollten möglichst leicht sein und eine maximale Isolierung gegen Straßenlärm bieten. Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Federung die beim Kontakt des Rads mit der Straße entstehenden Kräfte auf die Karosserie überträgt und daher so konstruiert ist, dass sie eine erhöhte Festigkeit und Haltbarkeit aufweist (siehe Abbildung 6.1).

Abbildung 6.1

Aufgrund der hohen Anforderungen an die Aufhängung muss jedes ihrer Elemente nach bestimmten Kriterien konstruiert sein, nämlich: Die verwendeten Scharniere müssen sich leicht drehen lassen, gleichzeitig aber ausreichend steif sein und gleichzeitig eine Schalldämmung gewährleisten die Karosserie muss mit Hebeln die Kräfte übertragen, die entstehen, wenn die Federung in alle Richtungen arbeitet, sowie die Kräfte wahrnehmen, die beim Bremsen und Beschleunigen entstehen; Sie sollten jedoch nicht zu schwer oder zu teuer in der Herstellung sein.

Aufhängevorrichtung

Komponenten

Jeder Anhänger, welcher Art auch immer, muss die folgenden Elemente enthalten:

• Führungen/Verbindungselemente (Hebel, Stangen);
• Dämpfungselemente (Stoßdämpfer);
• elastische Elemente (Federn, Airbags).

Im Folgenden werden wir auf jedes dieser Elemente eingehen. Lassen Sie sich also nicht einschüchtern.

Klassifizierung von Anhängern

Schauen wir uns zunächst die Klassifizierung der vorhandenen Aufhängungstypen an, die verwendet werden moderne Autos. So kann der Anhänger sein abhängig Und unabhängig. Bei Verwendung einer abhängigen Federung sind die Räder einer Achse des Fahrzeugs verbunden, d. h. wenn sich das rechte Rad bewegt, beginnt das linke Rad, seine Position zu ändern, wie in Abbildung 6.2 deutlich dargestellt. Wenn die Federung unabhängig ist, ist jedes Rad separat mit dem Auto verbunden (Abbildung 6.3).

Anhänger werden auch nach der Anzahl und Position der Hebel klassifiziert. Wenn die Struktur also zwei Hebel hat, spricht man von einer Federung Doppelquerlenker. Bei mehr als zwei Hebeln handelt es sich um eine Federung Multi-Link. Befinden sich beispielsweise zwei Hebel quer zur Fahrzeuglängsachse, so erscheint im Namen der Zusatz - „mit Queranordnung der Hebel“. Es gibt jedoch eine große Vielfalt an Ausführungen, so dass die Hebel entlang der Längsachse des Autos angeordnet werden können, dann werden die Eigenschaften wie folgt lauten: „mit Längsanordnung der Arme“. Und wenn es nicht so oder so ist, sondern in einem bestimmten Winkel zur Achse des Autos, dann sagt man, dass die Federung mit ist „schräge Hebel“.

Interessant
Es ist unmöglich zu sagen, welches Fahrwerk besser oder schlechter ist; es hängt alles vom Einsatzzweck des Autos ab. Wenn es sich um einen Lkw oder den brutalsten SUV handelt, ist eine abhängige Federung aus Gründen der Einfachheit, Steifigkeit und Zuverlässigkeit des Designs unverzichtbar. Wenn es sich um einen Pkw handelt, dessen Haupteigenschaften Komfort und Handling sind, dann gibt es nichts Besseres als einzeln aufgehängte Räder.

Abbildung 6.2

Abbildung 6.3

Abbildung 6.4

Aufhängungen werden auch nach der Art des verwendeten Dämpfungselements – Stoßdämpfer – klassifiziert. Stoßdämpfer können sein teleskopisch(erinnert an eine „Teleskopstange“ oder ein Fernglas), wie bei allen modernen Autos, oder Hebel, das Sie jetzt, egal wie sehr Sie es versuchen, nicht finden können.

Und das letzte Zeichen, anhand dessen Anhänger in verschiedene Klassen eingeteilt werden, ist die Art des verwendeten elastischen Elements. Es könnte sein Feder, Schraubenfeder, Torsionsstab(stellt eine Stange dar, deren eines Ende fest am Körper befestigt ist und sich in keiner Weise bewegt, und deren zweites Ende mit dem Aufhängungsarm verbunden ist), pneumatisches Element(basierend auf der Komprimierungsfähigkeit der Luft) oder hydropneumatisches Element(wenn Luft im Duett mit Hydraulikflüssigkeit wirkt).

Fassen wir also zusammen.
Anhänger werden nach folgenden Merkmalen unterschieden:

• von Natur aus: abhängig, unabhängig;
• nach Anzahl und Anordnung der Hebel: Einhebel, Doppelhebel, Mehrhebel, mit Quer-, Längs- und Schräganordnung der Hebel;
• nach Art des Dämpfungselements: mit Teleskop- oder Hebelstoßdämpfer;
• nach Art des elastischen Elements: Feder, Feder, Torsion, pneumatisch, hydropneumatisch.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass sich Aufhängungen auch durch ihre Kontrollierbarkeit, also durch den Grad der Kontrollierbarkeit des Federungszustands, unterscheiden: aktiv, semiaktiv und passiv.

Notiz
Zu den aktiven Federungen zählen solche, bei denen die Steifigkeit der Stoßdämpfer, die Bodenfreiheit und die Steifigkeit des Stabilisators eingestellt werden können. Die Steuerung einer solchen Federung kann entweder vollautomatisch oder manuell erfolgen.
Unter semiaktiven Fahrwerken versteht man Fahrwerke, deren Steuermöglichkeiten sich auf die Einstellung der Fahrhöhe beschränken.
Passiv (inaktiv) sind gewöhnliche Anhänger, die ihre Rolle in ihrer reinen Form erfüllen.

Ich möchte auch auf Aufhängungen mit elektronisch gesteuerten Stoßdämpfern hinweisen, die ihre Steifigkeit je nach Straßenzustand ändern können. Diese Stoßdämpfer sind nicht mit gewöhnlicher, sondern mit einer speziellen Flüssigkeit gefüllt, die unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes ihre Viskosität verändern kann. Wenn wir uns das Funktionsprinzip vereinfacht vorstellen, erhalten wir Folgendes: Wenn kein Strom vorhanden ist, fährt das Auto sehr ruhig über alle unebenen Oberflächen, und nach dem Anlegen von Strom wird es nicht sehr angenehm sein, über unebene Oberflächen zu fahren. Aber es wird sehr angenehm sein, das Auto auf Hochgeschwindigkeitsautobahnen und in Kurven zu fahren.

Achsschenkel und Radnabe

Achsschenkel

Der Achsschenkel ist Link zwischen den Querlenkern und dem Rad. Eine schematische Darstellung dieses Teils ist in Abbildung 6.4 dargestellt. Im Allgemeinen wird ein solches Teil als Zapfen bezeichnet. Ist die Achse jedoch an einer Radlenkaufhängung montiert, spricht man von einem Achsschenkel. Sind die Räder nicht lenkbar, bleibt die Bezeichnung „Trunnion“ erhalten.

Wenn es rotierend ist, bedeutet dies, dass es sich dreht und an der Änderung der Bewegungsrichtung beteiligt ist. Am Achsschenkel sind die Elemente des Lenkgestänges bzw. der Lenkstangen befestigt (diese Elemente werden ausführlich im Kapitel „ Lenkung"). Der Achsschenkel ist ein massives Teil, da er alle Stöße und Vibrationen der Straße absorbiert.

Die Ausführung der Achsschenkel hängt von der Art des Fahrzeugantriebs ab. Wenn also der Antrieb kombiniert ist (wenn die Räder gleichzeitig gelenkt und angezogen werden, was typisch für Autos mit Frontantrieb ist), dann hat der Achsschenkel ein Durchgangsloch für den äußeren Teil der Antriebswelle. wie in Abbildung 6.4 dargestellt. Wenn die Räder nur lenkbar sind, hat der Achsschenkel eine Stützachse mit einem konischen Abschnitt, wie beispielsweise in Abbildung 6.7 dargestellt.

Radnabe

Die Radnabe (dargestellt in Abbildung 6.4) ist die Verbindung zwischen dem Rad und dem Achsschenkel/der Achswelle. Der Achsschenkel überträgt lediglich Kräfte auf die Aufhängungselemente, dreht sich aber nicht selbst. Um eine freie Drehung des Rades zu gewährleisten, ist eine Nabe erforderlich. An der Nabe wird eine Bremsscheibe (oder Bremstrommel, die im Kapitel „Bremssystem“ ausführlich besprochen wird) montiert, ein Rad daran befestigt und die Nabe wiederum im Achsschenkel im Gehäuse verbaut Wie in Abbildung 6.4 gezeigt, auf Lagern, die eine reibungslose Drehung des Rades gewährleisten.

Notiz
Die Bremsscheibe kann konstruktiv einstückig mit der Radnabe gefertigt sein.
Je nach Ausführung können Nabenlager Rollen- oder Kugellager sein.

Gut zu wissen
Immer nach dem Aus- und Einbau einer Nabe oder dem Austausch von Lagern ist es notwendig, die Spannung (wie hoch diese ist, siehe Hinweis unten) der Nabenlager anzupassen.

Notiz
Wenn in einfacher Sprache, dann ist die Spannung die Kraft, mit der die Nabenlager beim Anziehen der Befestigungsmutter zusammengedrückt wurden. Die Höhe der Spannung beeinflusst den Widerstand gegen die Raddrehung. Jeder Hersteller gibt seine eigenen Empfehlungen bezüglich des Widerstands gegen die Raddrehung ab. Fragen Sie daher bei Reparaturarbeiten im Zusammenhang mit dem Ausbau der Nabe immer nach, ob die Radnabenlagerspannung angepasst wurde oder nicht.

Leit-/Linkelemente

Mithilfe von Führungen und Verbindungselementen wird das Rad an der Karosserie oder am Hilfsrahmen befestigt. Diese Befestigungselemente sind in Hebel und Stangen unterteilt. Ein Stab ist ein Hohlprofil, meist rund, seltener eckig. Im Wesentlichen handelt es sich lediglich um ein Rohr mit an beiden Enden angeschweißten Ösen zum Einbau von Gummibuchsen, mit deren Hilfe sie an der Karosserie und dem Achsschenkel bzw. der Achse befestigt werden. Hebel sind strukturell komplexere Elemente. Sie können aus Rohren geschweißt werden (diese Konstruktion wird hauptsächlich in verwendet). Sportwagen), zum Beispiel aus gegossen Aluminiumlegierung(um sie leichter zu machen) oder aus Blech gestanzt (um sie billiger zu machen). Die Anzahl und Position der Hebel beeinflussen das Fahrverhalten und das Fahrverhalten des Fahrzeugs.

MacPherson-Federung

Eines der derzeit am weitesten verbreiteten Aufhängungsdesigns ist möglicherweise ein MacPherson-Federbein (Abbildung 6.5), auch bekannt als „Kerze“ (das auffälligste Beispiel ist die Vorderradaufhängung des VAZ 2109 und dergleichen). Es zeichnet sich durch einfaches Design, niedrige Kosten, Wartbarkeit (das bedeutet, dass es nicht schwer zu reparieren ist) und relativen Komfort aus. Die sogenannte Stoßdämpferstrebe ist oben an der Karosserie befestigt und hat die Möglichkeit, sich in der Stütze und von unten im Achsschenkel zu drehen. Der Achsschenkel wiederum ist mit dem unteren Querlenker der Aufhängung verbunden, der mit der Karosserie verbunden ist – fertig, der Ring ist geschlossen. Um zusätzliche Steifigkeit zu verleihen, wird manchmal eine Längsstange in die Struktur eingeführt, die sie mit einem Querarm verbindet (wiederum als Beispiel VAZ 2109). Der Ständer verfügt über eine Schulter, an der er befestigt wird Lenkstange. Beim Autofahren dreht sich also die gesamte Zahnstange, dreht das Rad, ohne aufzuhören zu stauchen und zu dehnen, und überwindet unebene Straßenoberflächen. Man sollte aber auch auf die Nachteile einer Einhebelaufhängung (und im oben beschriebenen Fall handelt es sich um eine Einhebelaufhängung) achten. Dies sind das „Pick“ des Autos beim Bremsen und der geringe Energieverbrauch der Federung.

Abbildung 6.5

Notiz
Mit „Pick“ meinen wir Folgendes: Bei starkem Bremsen verlagert sich das Gewicht des Autos nach vorne, wodurch der vordere Teil durchhängt und nach dem Anhalten plötzlich in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, diese charakteristische Bewegung steht kurz vor dem Wackeln wird „Picken“ genannt. Die Energieintensität der Aufhängung ist die Festigkeit der gesamten Struktur, die Fähigkeit, allen Stößen und Momenten, die sich aus diesen Stößen ergeben, ohne Ausfall standzuhalten.
Ausfall der Aufhängung – Kurzschluss, Kontakt metallischer Aufhängungselemente untereinander mit stark ansteigender Stoßbelastung – kündigt sich normalerweise beim Auftreffen auf ein Straßenhindernis von beeindruckender Größe durch ein charakteristisches metallisches Klingeln von der Seite der Aufhängungsstütze (oder der Aufhängungsstützen) an ).

Doppelquerlenker-Aufhängung

Um das „Tauchen“ zu vermeiden, das Handling zu verbessern und die Energieintensität zu erhöhen, verwenden sie eine der ältesten Aufhängungskonstruktionen, die mit erheblichen Veränderungen bis heute überlebt hat – eine Aufhängung an zwei Querlenkern (ein Beispiel dafür ist in Abbildung 6.6 dargestellt). .

Abbildung 6.6

Diese Konstruktion enthält einen Stützhebel (unten) und einen Führungshebel (oben), die am Achsschenkel befestigt sind. Am Tragarm ist der untere Teil der Stoßdämpferstrebe oder eine separate Feder und ein separater Stoßdämpfer montiert. Der obere Hebel hat die Funktion, die Bewegung des Rades in der vertikalen Ebene zu lenken und seine Abweichungen von der Vertikalen zu minimieren. Die Art und Weise, wie die Hebel relativ zueinander angebracht sind, hat direkten Einfluss auf das Verhalten des Fahrzeugs während der Fahrt. Beachten Sie Abbildung 6.6. Hierbei wird der obere Hebel so weit wie möglich vom unteren Hebel nach oben bewegt. Um die Krafteinwirkung auf die Karosserie während des Federungsbetriebs zu reduzieren, musste der Achsschenkel verlängert werden. Außerdem ist dieser Hebel in einem bestimmten Winkel zur horizontalen Fahrzeugachse angebracht, um das berüchtigte „Picken“ zu vermeiden. Das Wesentliche bleibt dasselbe, aber Aussehen, geometrische und kinematische Parameter ändern sich.

Notiz
Trotz aller Vorteile besteht bei dieser Konstruktion noch ein ganz wesentlicher Nachteil – die Abweichung des Rades von der Hochachse während des Federungsbetriebs. Es scheint eine Lösung zu geben – die Verlängerung der Arme, aber das ist gut, wenn das Auto einen Rahmen hat, aber wenn die Karosserie ein Monocoque ist, gibt es keinen Ort zum Verlängern – über den Motorraum hinaus. Deshalb gehen sie die Lösung auf ungewöhnliche Weise an: Sie versuchen, den unteren Hebel so lang wie möglich zu machen und den oberen so weit wie möglich vom unteren entfernt anzubringen.
Es ist zu beachten, dass, wenn Feder und Stoßdämpfer bzw. Stoßdämpferstrebe mit ihrem unteren Ende am Oberarm befestigt sind (wie im in Abbildung 6.7 gezeigten Fall), der Oberarm zum Tragarm wird und der Die untere dient in diesem Fall als Orientierungshilfe.

Abbildung 6.7

Mehrlenker-Aufhängungen

Wenn die Ressourcen für die Entwicklung eines Plans zur Lösung eines Problems erschöpft sind und die Ziele nicht erreicht werden, muss der Entwurf trotz steigender Kosten komplexer gestaltet werden. Genau diesen Weg gingen die Konstrukteure bei der Entwicklung der Mehrlenkeraufhängung. Ja, es stellte sich heraus, dass es teurer war als ein Zwei- oder Einhebel, aber das Ergebnis war eine nahezu perfekte Radbewegung – keine Abweichungen in der vertikalen Ebene, kein Lenkeffekt bei Kurvenfahrten (mehr dazu weiter unten) und Stabilität.

Halbunabhängige Federung hinten

Notiz
Fast alle oben beschriebenen Schemata können bei der Gestaltung der Hinterradaufhängung verwendet werden.

Dies ist eine der einfachsten, kostengünstigsten und zuverlässigsten Lösungen für die Hinterradaufhängung, die jedoch nicht ohne viele Nachteile ist. Die Essenz des Designs besteht aus zwei Längslenker, auf denen die Federn und Stoßdämpfer ruhen, wurden durch einen Balken verbunden, wie in Abbildung 6.8 dargestellt. Es stellte sich heraus, dass die Federung teilweise abhängig ist, da die Räder miteinander verbunden sind, sich die Räder jedoch aufgrund der Eigenschaften des Trägers relativ zueinander bewegen können.

Abbildung 6.8

Dämpfungselemente

Dämpfungselemente sind Aufhängungselemente, die dazu dienen, Schwingungen der Aufhängung während der Fahrt zu dämpfen. Warum Vibrationen dämpfen? Das elastische Element der Federung, was auch immer es sein mag, ist so konzipiert, dass es alle Stoßbelastungen aufhebt, die auftreten, wenn das Rad auf Hindernisse auf der Straße trifft. Aber egal, ob es sich um eine Feder oder eine Luftfeder handelt, nach der Komprimierung oder Dekompression des elastischen Elements erfolgt sofort eine Rückkehr in die ursprüngliche Position. Drücken Sie eine beliebige Feder in Ihren Händen und lassen Sie sie dann los, und sie fliegt so weit, wie es die bei der Dekompression erzeugten Kräfte zulassen. Ein weiteres Beispiel: Nehmen Sie eine normale medizinische Spritze, füllen Sie sie mit sauberer Luft, klemmen Sie das Auslassloch fest und versuchen Sie, den Kolben zu bewegen – er wird sich bewegen, aber bis zu einem bestimmten Punkt (solange Sie genug Kraft haben, um die Luft zu komprimieren), Nach dem Loslassen der Stange beginnt sich die Luft auszudehnen und bringt den Kolben wieder in seine ursprüngliche Position. Bei einem Auto ist es dasselbe: Wenn das Auto auf ein Hindernis stößt, wird die Feder in der Aufhängung zusammengedrückt, dann aber unter dem Einfluss elastischer Kräfte beginnt sie sich zu entspannen. Da das Auto eine bestimmte Masse hat, wird die Feder beim Aufrichten gezwungen, die Trägheit des Autos zu überwinden, was sich in einem Schaukeln mit allmählicher Dämpfung der Vibrationen äußert. Aufgrund der ständigen multidirektionalen Bewegungen der Aufhängung ist ein solches Schwingen nicht akzeptabel, da es zu einem bestimmten Zeitpunkt zu Resonanzen kommen kann, die letztendlich zur teilweisen oder vollständigen Zerstörung der Aufhängung führen. Um solche Vibrationen zu verhindern, wurde ein weiteres Element in die Aufhängungskonstruktion eingeführt – ein Stoßdämpfer.

Das Funktionsprinzip des Stoßdämpfers ist einfach. Versuchen wir dies am Beispiel derselben Spritze zu erklären. Aber dieses Mal werden wir es zum Beispiel mit Wasser füllen. Die Geschwindigkeit des Ansaugens und Ablassens der Flüssigkeit wird dabei durch die Viskosität des Wassers und den Durchsatz der Spritzenöffnung begrenzt.

Die Aufhängung kombinierte einen Stoßdämpfer mit einer Feder (oder einem anderen elastischen Element) und schuf einen hervorragenden „Mechanismus“, bei dem ein Element kein Schwingen zulässt und das zweite alle Lasten absorbiert.

Im Folgenden betrachten wir die Dämpfungselemente der Federung am Beispiel eines Teleskopstoßdämpfers.

Die gebräuchlichsten Arten von Dämpfern sind Personenkraftwagen sind Zweirohr- und Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer.

Notiz
Jeder Stoßdämpfer hat zwei die wichtigsten Eigenschaften: Rückprall- und Druckwiderstandskraft.

Interessant
Die Druckwiderstandskraft des Stoßdämpfers ist geringer als die Rückstoßwiderstandskraft. Dies geschah, damit sich das Rad beim Auftreffen auf ein Hindernis möglichst leicht und schnell nach oben bewegt und beim Durchfahren eines Schlaglochs möglichst langsam darin versinkt. Dadurch ist bestmöglicher Fahrkomfort gewährleistet.

Hydraulische Zweirohr-Stoßdämpfer

Der Name dieses Stoßdämpfertyps spricht für sich. Der einfachste Stoßdämpfertyp besteht aus zwei Rohren, einem Außen- und einem Innenrohr (siehe Abbildung 6.9). Das Außenrohr dient auch als Körper des gesamten Stoßdämpfers und als Reservoir für die Arbeitsflüssigkeit. Das Innenrohr des Stoßdämpfers wird Zylinder genannt. Im Inneren des Zylinders ist ein Kolben eingebaut, der aus einem Stück mit einer Stange besteht. Der Kolben hat Löcher, in denen Einwegventile eingebaut sind, einige der Ventile sind in eine Richtung gerichtet, der Rest in die entgegengesetzte Richtung. Einige Ventile werden Ausgleichsventile genannt, andere werden Rückprallventile genannt.

Abbildung 6.9

Notiz
Ein Einwegventil ist ein Ventil, das nur in eine Richtung öffnet.
Bei einem Stoßdämpfer werden die Ventile als Zug- und Druckstufenventile bezeichnet.
Rückprall und Kompression sind die Dehnung bzw. Kompression des Stoßdämpfers.

Der Hohlraum zwischen Zylinder und Körper wird als Ausgleich bezeichnet. Dieser Hohlraum sowie der Stoßdämpferzylinder sind mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt. Der Zylinder hat auf der einen Seite ein Loch für die Kolbenstange und auf der anderen Seite ist er mit einer Platte mit Löchern und darin befindlichen Einwegventilen – Ausgleichs- und Kompressionsventilen – verschlossen.

Wenn sich der Kolben im Zylinder bewegt, fließt Öl vom Hohlraum unter dem Kolben in den Hohlraum über dem Kolben, während ein Teil des Öls durch das Ventil am Boden des Zylinders herausgedrückt wird. Ein Teil der Flüssigkeit strömt durch die Kompressionsventile in den externen Ausgleichsbehälter und komprimiert dort die Luft, die zuvor im oberen Teil des Stoßdämpferkörpers unter Atmosphärendruck stand. Da diese Flüssigkeit eine gewisse Viskosität und Fließfähigkeit aufweist, erfolgt der Fließvorgang nicht schneller als vorgegeben. Das Gleiche, nur in umgekehrter Richtung, passiert beim Zugstufenhub, wenn sich der Kolben nach oben bewegt. Dadurch werden die Ausgleichsventile der Zylinderplatte und die Zugstufenventile im Kolben aktiviert.

Diese Konstruktion hat jedoch einen wesentlichen Nachteil: bei längerem Betrieb des Stoßdämpfers Arbeitsflüssigkeit erwärmt sich, beginnt sich mit der Luft im Ausgleichsbehälter zu vermischen und schäumt, was zu Leistungsverlust und Ausfall führt.

Gashydraulische Zweirohr-Stoßdämpfer

Um das Problem der Schaumbildung des Arbeitsmediums im Stoßdämpfer zu lösen, entschied man sich, anstelle von Luft ein Inertgas (normalerweise Stickstoff) in den Ausgleichsbehälter zu pumpen. Der Druck kann zwischen 4 und 20 Atmosphären variieren.

Das Funktionsprinzip unterscheidet sich nicht von einem Zweirohr-Hydraulikstoßdämpfer, mit dem einzigen Unterschied, dass das Arbeitsmedium nicht so stark schäumt.

Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer

Eine Besonderheit dieser Stoßdämpfer der oben genannten Bauarten besteht darin, dass sie nur ein Rohr haben – es fungiert sowohl als Körper als auch als Zylinder. Der Aufbau eines solchen Stoßdämpfers unterscheidet sich lediglich dadurch, dass er über keine Ausgleichsventile verfügt (Abbildung 6.10). Der Kolben verfügt über Zug- und Druckstufenventile. Ein Merkmal dieser Konstruktion ist jedoch ein schwimmender Kolben, der das Reservoir mit der Arbeitsflüssigkeit von der Kammer mit Gas trennt, das unter sehr hohem Druck (20–30 Atmosphären) gepumpt wird.

Sie sollten jedoch nicht denken, dass der Preis niedriger ist, wenn das Gehäuse nicht doppelt so groß ist. Da nur der Kolben die ganze Arbeit erledigt, entfällt der Löwenanteil des Preises des Stoßdämpfers auf die Kosten für die Berechnung und Auswahl des Kolbens. Das Ergebnis dieser arbeitsintensiven Arbeit ist zwar eine erhöhte Effizienz aller Eigenschaften des Stoßdämpfers.

Einer der Vorteile dieses Schemas besteht darin, dass das Arbeitsmedium im Stoßdämpfer aufgrund der Tatsache, dass nur eine Wand im Gehäuse vorhanden ist, viel besser gekühlt wird. Weitere Vorteile sind das geringere Gewicht und die geringeren Abmessungen sowie die Möglichkeit, es „verkehrt herum“ einzubauen – so lässt sich die ungefederte Masse reduzieren*.

Notiz
*Ungefederte Masse ist alles zwischen der Straßenoberfläche und den Aufhängungskomponenten. Wir werden uns nicht mit der Theorie der Federung und Vibrationen befassen. Sagen wir einfach: Je kleiner die ungefederte Masse, desto geringer ist ihre Trägheit und desto schneller kehrt das Rad nach dem Auftreffen auf ein Hindernis in seine ursprüngliche Position zurück.

Es gibt jedoch auch erhebliche Nachteile von Gasdruckstoßdämpfern, wie zum Beispiel:

• Anfälligkeit für äußere Beschädigungen: Jede Delle führt zum Austausch des Stoßdämpfers.
• Temperaturempfindlichkeit: Je höher sie ist, desto höher ist der Gasdruck und desto härter arbeitet der Stoßdämpfer.

Elastische Elemente

Federn

Das einfachste und am häufigsten verwendete elastische Element bei der Federungskonstruktion ist die Feder. Die einfachste Version verwendet eine Schraubenfeder, aber aufgrund des Wettlaufs um die Optimierung und Verbesserung der Federungsleistung können Federn eine Vielzahl von Formen annehmen. So können Federn tonnenförmig, konkav, kegelförmig und mit variablem Windungsquerschnittsdurchmesser sein. Dies wurde so durchgeführt, dass die Federsteifigkeitscharakteristik progressiv wird, d. h. mit zunehmendem Kompressionsgrad des elastischen Elements sollte auch sein Widerstand gegen diese Kompression zunehmen und die Abhängigkeitsfunktion sollte nichtlinear und kontinuierlich ansteigend sein. Ein Beispiel für ein Diagramm der Abhängigkeit der resultierenden Steifigkeit vom Ausmaß der Kompression ist in Abbildung 6.12 dargestellt.

Tonnenfedern werden manchmal als „Miniblock“-Federn bezeichnet (ein Beispiel für solche Federn ist in Abbildung 6.13 dargestellt). Solche Federn haben die gleichen Steifigkeitseigenschaften wie herkömmliche. Schraubenfeder, kleiner haben Gesamtabmessungen. Auch wenn die Feder vollständig zusammengedrückt ist, entfällt der Kontakt der Windungen.

Abbildung 6.12	Abbildung 6.13	Abbildung 6.14

Bei herkömmlichen zylindrischen Schraubenfedern ist dieser Zusammenhang linear. Um dieses Problem irgendwie zu lösen, begannen sie, den Abschnitt und die Tonhöhe der Spule zu ändern.

Durch Ändern der Form der Feder (Abbildung 6.14) versuchen sie, die Steifigkeit näher an das Ideal zu bringen, wobei sie sich am Diagramm (Abbildung 6.12) orientieren.

Federn

Eine Feder ist die einfachste und älteste Variante eines elastischen Elements in Fahrzeugaufhängungen. Was einfacher ist: Nehmen Sie mehrere Stahlbleche, verbinden Sie sie miteinander und hängen Sie Aufhängungselemente daran auf. Darüber hinaus hat die Feder die Eigenschaft, Schwingungen aufgrund der Reibung zwischen den Blechen zu dämpfen. Die Blattfederung eignet sich gut für schwere SUVs und Pickups, bei denen keine besonderen Anforderungen an den Fahrkomfort, aber hohe Anforderungen an die Ladekapazität gestellt werden.

Bis vor kurzem wurde die Feder auch in einem Auto wie dem Chevrolet Corvet verwendet, dort befand sie sich jedoch quer und bestand aus Verbundmaterial.

Abbildung 6.15

Torsion

Ein Torsionsstab ist eine Art elastisches Element, das häufig aus Platzgründen eingesetzt wird. Es handelt sich um eine Stange, deren eines Ende mit dem Querlenker verbunden ist und deren anderes Ende mit einer Halterung an der Karosserie festgeklemmt ist. Bei der Bewegung des Querlenkers verdreht sich dieser Stab und fungiert so als elastisches Element. Der Hauptvorteil ist die Einfachheit des Designs. Zu den Nachteilen gehört die Tatsache, dass der Torsionsstab für den normalen Betrieb recht lang sein muss, weshalb es jedoch zu Problemen bei der Platzierung kommt. Wenn der Torsionsstab in Längsrichtung angeordnet ist, „frisst“ er Platz unter der Karosserie oder in ihr, wenn er quer angeordnet ist, verringert er die Parameter der geometrischen Geländegängigkeit des Fahrzeugs.

Abbildung 6.16 Beispiel einer Aufhängung mit einem in Längsrichtung angeordneten Torsionsstab (einer langen Stange, die am vorderen Hebel und am hinteren Querträger der Karosserie befestigt ist).

Pneumatisches Element

Wenn das Auto mit Handgepäck und Passagieren beladen ist, sackt die Hinterradaufhängung ab, die Bodenfreiheit nimmt ab und die Wahrscheinlichkeit von Ausfall der Aufhängung(Wir haben oben darüber gesprochen, was das ist). Um dies zu vermeiden, haben wir uns zunächst entschieden, die Federn der Hinterradaufhängung durch pneumatische Elemente zu ersetzen (ein Beispiel für ein solches Element ist in Abbildung 6.17 dargestellt). Bei diesen Elementen handelt es sich um Gummikissen, in die Luft gepumpt wird. Bei Belastung der Hinterradaufhängung steigt der Luftdruck in den Pneumatikelementen, die Position der Karosserie zum Untergrund und der Federweg bleiben unverändert und die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses der Fahrwerkselemente wird minimiert.

Abbildung 6.17

Abbildung 6.18

Um die Fähigkeiten pneumatischer Elemente zu erweitern, wurden leistungsstarke Kompressoren installiert, eine elektronische Steuereinheit installiert und die Möglichkeit einer automatischen und manuellen Federungssteuerung bereitgestellt. So haben wir ein semiaktives Fahrwerk bekommen, das je nach Fahrmodus und Straßenverhältnissen automatisch die Bodenfreiheit verändert. Nach der Einführung von Stoßdämpfern mit variabler Ausgangssteifigkeit in die Konstruktion wurde eine aktive Federung erhalten.

Bahre

Um die Geräusch- und Vibrationsdämmung zu gewährleisten, werden Aufhängungsteile häufig nicht an der Karosserie selbst, sondern an einem Zwischenquerträger oder Hilfsrahmen befestigt (ein Beispiel hierfür ist in Abbildung 6.18 dargestellt), der zusammen mit den Aufhängungselementen eine einzige Montageeinheit bildet. Diese Konstruktion vereinfacht die Montage am Förderband (und reduziert somit die Kosten des Fahrzeugs), Einstellarbeiten und spätere Reparaturen.

Abbildung 6.19

Stabilisator

Bei Kurvenfahrt kippt das Auto entgegen der Kurvenrichtung – auf es wirken Fliehkräfte. Es gibt zwei Möglichkeiten, diesen Effekt zu minimieren: Machen Sie eine sehr steife Aufhängung oder installieren Sie eine Stange, die die Räder einer Achse auf besondere Weise verbindet. Die erste Option ist interessant, aber um dem Wanken des Autos in Kurven entgegenzuwirken, wäre eine sehr steife Federung notwendig, was die Komfortindikatoren des Autos zunichte machen würde. Eine andere Möglichkeit ist die Installation aktive Federung mit Komplex elektronisch gesteuert, was die Federung der äußeren Räder in Kurven steifer machen würde. Aber diese Option ist sehr teuer. Deshalb haben wir den einfachsten Weg gewählt – wir haben eine Stange eingebaut, mit der die Radaufhängungsarme auf beiden Seiten des Autos durch die Streben oder direkt befestigt wurden (siehe Abbildung 6.19). So bei Kurvenfahrten, wenn die Räder außen liegen Seite relativ zur Kurvenmitte anheben (relativ zur Karosserie), die Stange verdreht sich und zieht sozusagen das Innenrad in Richtung Karosserie und stabilisiert so die Position des Autos. Daher kommt der Name . Stabilisator».

Die Hauptnachteile eines herkömmlichen Stabilisators sind die Verschlechterung der Laufruhe und eine Verringerung des gesamten Federwegs aufgrund einer kleinen, aber immer noch kleinen Verbindung zwischen den Rädern derselben Achse. Der erste Nachteil betrifft Luxusautos, der zweite SUV. Im Zeitalter der Elektronik und des technologischen Durchbruchs konnten die Designer nicht umhin, alle Möglichkeiten der Technik zu nutzen, und entwickelten und implementierten einen aktiven Stabilisator, der aus zwei Teilen besteht – ein Teil ist mit der rechten Seite verbunden Radaufhängung, die zweite zur linken Radaufhängung, und in der Mitte befinden sich zwei Enden der Stangenstabilisatoren, die in einem hydraulischen oder elektromechanischen Modul eingespannt sind, das die Fähigkeit hat, das eine oder andere Teil zu verdrehen, wodurch die Stabilität erhöht wird Wenn das Auto geradeaus fährt, „entfaltet“ es diese beiden Enden der Stange, sodass jedes Rad den ihm zugewiesenen Federweg ausführen kann.

Geometrische Geländegängigkeit des Autos

Unter der geometrischen Geländegängigkeit eines Autos versteht man die Gesamtheit seiner Parameter, die die Fähigkeit beeinflussen, sich unter bestimmten Bedingungen ungehindert fortzubewegen. Zu diesen Parametern gehören die Bodenfreiheit des Fahrzeugs, der Böschungs- und Böschungswinkel, der Rampenwinkel und die Größe der Überhänge. Bodenfreiheit oder Fahrzeugfreiheit ist die Höhe vom tiefsten Punkt der Karosserie, Baugruppe (z. B. Aufhängungsteile) oder Einheit (z. B. Motorkurbelgehäuse) des Fahrzeugs bis zur Bodenoberfläche. Böschungs- und Böschungswinkel sind Parameter, die die Fähigkeit eines Autos bestimmen, in einem bestimmten Winkel einen Hügel hinauf- oder hinunterzufahren. Die Größe dieser Winkel steht in direktem Zusammenhang mit einem anderen Parameter, der im Konzept der geometrischen Geländegängigkeit enthalten ist – der Länge der vorderen und hinteren Überhänge. Wenn die Überhänge kurz sind, kann das Auto in der Regel große Böschungs- und Böschungswinkel haben, wodurch es leichter steile Hügel hinauf- und hinunterrutschen kann. Umgekehrt ist es wichtig, die Länge der Überhänge zu kennen, um zu verstehen, ob das Parken Ihres Autos auf einem bestimmten Bordstein möglich ist. Ein weiterer Parameter ist schließlich der Rampenwinkel, der von der Länge des Radstands und der Höhe der Karosserie über der Fahrbahn abhängt. Wenn die Basis lang und die Höhe gering ist, kann das Auto den Übergangspunkt von der vertikalen zur horizontalen Ebene nicht überwinden – mit anderen Worten, das Auto kann, nachdem es den Berg erklommen hat, diesen nicht überqueren Spitze und „sitzt“ auf der Unterseite.

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Es ist kein Geheimnis, dass jedes Auto über Vorder- und Hinterradaufhängungen verfügt, die eine Kombination aus Stoßdämpfern, Federn und Hebeln sind. Die Federung sorgt für eine ruhige Fahrt des Fahrzeugs und hat direkten Einfluss auf dessen dynamische Eigenschaften.

Es gibt verschiedene Arten von Autoaufhängungen: Doppelquerlenker, Mehrlenker, MacPherson-Federbein, De-Dion-Aufhängung, abhängige Hinterradaufhängung, halbunabhängige Hinterradaufhängung. Jede Federung hat ihre Vor- und Nachteile und kann für einen bestimmten Fahrzeugtyp verwendet werden. Schauen wir uns alle Arten von Autoaufhängungen genauer an.

Doppelquerlenker-Aufhängung

Diese Art der Aufhängung hat einen kurzen Oberarm und einen langen Unterarm. Dank der Querlenkerkonfiguration absorbiert jedes Rad des Fahrzeugs selbstständig Fahrbahnunebenheiten und bleibt dabei in einer optimalen vertikalen Position. Dies gewährleistet eine gute Straßenhaftung und minimalen Reifenverschleiß.

MacPherson-Federung

Bei der MacPherson-Aufhängung handelt es sich um eine Aufhängung, die aus einem Hebel, einem Stabilisator und einem Federelementblock besteht. Das MacPherson-Aufhängungsdesign umfasst auch einen Teleskopstoßdämpfer, der als „schwingende Kerze“ bezeichnet wird, da er während der Radbewegung auf und ab schwingen kann. Trotz der Unvollkommenheit des Designs wird die MacPherson-Aufhängung aufgrund ihrer Herstellbarkeit und geringen Kosten häufig in der modernen Automobilindustrie eingesetzt.

Mehrlenker-Aufhängung

Diese Art der Aufhängung, die in vielerlei Hinsicht einem Doppelquerlenker ähnelt, sorgt für eine ruhige Fahrt und ein verbessertes Fahrzeughandling. Die Mehrlenker-Aufhängung umfasst geräuscharme Blöcke und Kugelgelenke, die Stöße wirksam abfedern, wenn das Fahrzeug Hindernisse überwindet. Alle Federungselemente sind über Silentblöcke am Hilfsrahmen befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, die Geräuschdämmung des Autos gegenüber den Rädern zu verbessern.

Einzelradaufhängungen mit Mehrlenkerachse werden üblicherweise bei Luxusautos verwendet, die sich durch ein verbessertes Handling und einen stabilen Radkontakt mit jeder Straßenoberfläche auszeichnen. Zu den Hauptvorteilen einer Mehrlenkeraufhängung zählen die Unabhängigkeit der Fahrzeugräder voneinander, die geringe ungefederte Masse sowie die unabhängige Längs- und Querverstellung. Die Mehrlenkeraufhängung eignet sich perfekt für den Einbau in einer 4x4-Konfiguration.

Hinten abhängige Federung

Die Aufhängung, bei der zylindrische Schraubenfedern die Rolle elastischer Elemente übernehmen, ist die hintere abhängige Aufhängung, die häufig bei Zhiguli-Fahrzeugen verbaut wird. Der größte Nachteil dieser Art der Aufhängung ist das hohe Gewicht des Hinterachsträgers. Wenn es sich bei der Hinterachse um eine Antriebsachse handelt, erhöht sich das Gewicht noch weiter, da sich Getriebe und Achsantriebsgehäuse am Träger befinden. Dies wiederum führt zu einem Anstieg der ungefederten Massen, was die Laufruhe des Fahrzeugs beeinträchtigt und zu Vibrationen führt.

a - abhängige Suspendierung; b - Einzelradaufhängung

Anhänger „De Dion“

Diese Art der Aufhängung ist „leicht“ Hinterachse, da das Kurbelgehäuse vom Träger getrennt und direkt an der Karosserie befestigt ist. Der Motor überträgt das Drehmoment über Achswellen auf die Antriebsräder, die an Winkelgeschwindigkeitsgelenken schwingen. Die De-Dion-Aufhängung kann entweder abhängig oder unabhängig sein. Der Hauptnachteil einer abhängigen Federung ist das „Squat“ des Autos beim Anfahren. Beim Bremsen beginnt sich das Auto sichtbar nach vorne zu neigen. Um diesen Effekt zu vermeiden, werden bei abhängigen Aufhängungen spezielle Führungselemente eingesetzt.

Halbunabhängige Federung hinten

Die halbunabhängige Hinterradaufhängung besteht aus zwei Längslenkern, die in der Mitte durch einen Querträger verbunden sind. Die Hinterradaufhängung wird nur hinten verwendet, bei den meisten Fahrzeugen mit Frontantrieb jedoch. Die Vorteile dieser Konstruktion sind einfache Montage, Kompaktheit, geringes Gewicht, reduzierte ungefederte Massen, was sich letztendlich positiv auf die Kinematik der Räder auswirkt. Der einzige Nachteil der hinteren Halbeinzelradaufhängung besteht darin, dass sie nur an nicht angetriebenen Hinterachsen verwendet werden kann.

LKW-Aufhängungen

Die gebräuchlichste Art der abhängigen Federung ist eine Federung mit Quer- oder Längsfedern und hydraulischen Stoßdämpfern. Diese Art der Federung wird häufig bei Lastkraftwagen und auch bei einigen SUVs verwendet. Diese Variante gilt als die leichteste, da die Brücke auf Längsfedern ruht, die in den Karosseriehalterungen montiert sind. Die offensichtliche Einfachheit einer solchen Konstruktion fällt sofort ins Auge, was den Hauptvorteil der hinteren abhängigen Federung darstellt, der vor allem für den Hersteller wichtig ist. Der einzige Nachteil, den der Autofahrer erleidet, ist die ineffiziente Funktion der Federn als Führungen. Weiche Federn wirken sich negativ auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten und die Haftung der Reifen auf der Straße aus.

Federungen für Pickup-Trucks und SUVs

Wenn wir über SUVs und Pickups sprechen, werden für diese Fahrzeugtypen am häufigsten mehrere Arten von Aufhängungen verwendet:

Abhängige Vorder- und Hinterradaufhängung;
- Einzelradaufhängung vorne und Einzelradaufhängung hinten;
- völlig unabhängige Federung.

Zu den gängigsten Hinterradaufhängungen für SUVs und Pickups gehören Feder- und Blattfedern. Federsysteme zeichnen sich durch ihre Zuverlässigkeit und einfache Konstruktion aus. Frühlingsanhänger Sie sind strukturell komplexer, zeichnen sich aber durch ihre Kompaktheit und Weichheit aus und werden daher in leichten Pickups und SUVs verbaut. SUVs sind in der Regel mit unabhängigen Querlenker-Hinterradaufhängungen ausgestattet. Was die Vorderradaufhängung von SUVs betrifft, bevorzugen die Hersteller meistens Torsionsstab- und Einzelradaufhängungen.

Aufhängungen für Pkw

Wenn wir von Personenkraftwagen sprechen, die hauptsächlich über Frontantrieb verfügen, dann ist die Vorderradaufhängung eine Einzelradaufhängung von MacPherson oder eine Einzelradaufhängung mit Doppelquerlenkern. Was die Hinterradaufhängung betrifft, ist es erwähnenswert, dass die Hersteller normalerweise eine unabhängige Mehrlenker- oder halbunabhängige Hinterradaufhängung wählen.

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