Cos'è la sospensione dipendente e indipendente di un'auto?

Cos'è la sospensione dipendente e indipendente di un'auto?

La sospensione è un sistema che collega la carrozzeria del veicolo alle ruote. È progettato per smorzare gli urti e le scosse dovute a strade sconnesse e garantire la stabilità della macchina in varie condizioni.

Le parti principali della sospensione sono elementi elastici e ammortizzanti (molle, molle, ammortizzatori e parti in gomma), guide (leve e travi che collegano il corpo e le ruote), elementi di supporto, stabilizzatori e varie parti di collegamento.

Esistono due tipi principali di sospensione: dipendente e indipendente. Questo si riferisce alla dipendenza o indipendenza delle ruote dello stesso asse durante la guida su una pavimentazione irregolare.

sospensione dipendente. Le ruote di un asse sono rigidamente collegate tra loro e il movimento di una di esse porta a un cambiamento nella posizione dell'altra. Nel caso più semplice è costituito da un ponte e due molle longitudinali. È possibile anche una variante sulle leve di guida.

Sospensioni indipendenti. Le ruote sullo stesso asse non sono collegate tra loro e lo spostamento di una non influisce sulla posizione dell'altra.

Il principio di funzionamento della sospensione dipendente

Se osservi lo schema delle sospensioni dipendenti, puoi vedere che la connessione influisce sul movimento verticale delle ruote e sulla loro posizione angolare rispetto al piano stradale.

Quando una delle ruote sale, la seconda scenderà, poiché gli elementi elastici e l'intera pala guida si trovano all'interno del cingolo del veicolo. La compressione della molla o della molla sul lato sinistro dell'auto scarica la carrozzeria, rispettivamente, la molla destra viene parzialmente raddrizzata, la distanza tra la carrozzeria e la strada a destra aumenta. Non è sempre univoco, poiché l'immagine sarà distorta dai rollii della carrozzeria risultanti e molto dipende dall'altezza del baricentro dell'auto e dalla distanza lungo l'asse dalla molla o dalle leve alla ruota. Tali effetti, che provocano rollio e oscillazione del veicolo, vengono presi in considerazione nel calcolo delle sospensioni.

Poiché entrambe le ruote sono su piani paralleli, se trascuriamo gli angoli di camber creati artificialmente, l'inclinazione di una di esse, ad esempio, a sinistra farà sì che la seconda abbia un angolo simile nella stessa direzione. Ma in relazione al corpo, l'angolo di camber istantaneo cambierà allo stesso modo, ma con segno opposto. Il cambio di camber alla ruota peggiora sempre la trazione, e con questo schema, questo avviene immediatamente con entrambe le ruote sull'asse. Da qui il funzionamento insoddisfacente delle sospensioni dipendenti ad alte velocità con carichi laterali in curva. E gli svantaggi di una tale sospensione non si limitano a questo.

Il ruolo di una molla nel senso generale del termine può essere direttamente tipiche strutture a molla realizzate con materiali diversi e con un numero diverso di fogli nel set, compresa la rigidità variabile (con molle), nonché molle o molle ad aria simili a loro nel layout.

Sospensione a molla. Le molle possono essere posizionate longitudinalmente o trasversalmente, formare archi diversi, da un quarto di ellisse a uno pieno. La sospensione su due molle semiellittiche poste lungo la carrozzeria è diventata da tempo un classico. Altri disegni furono utilizzati nella prima metà del secolo scorso.

Le proprietà della molla a balestra sono tali da avere una rigidità normalizzata sul piano verticale e in tutti gli altri la sua deformazione può essere trascurata, quindi questo progetto non contiene una paletta guida separata. L'intero ponte è fissato al telaio o alla scocca esclusivamente tramite le molle.

Questo ciondolo include:

• molle contenenti una o più lamiere piane, a volte vengono utilizzati materiali compositi;
• morsetti che fissano tra loro i fogli a molla delle strutture di composizione;
• tra le lastre sono posizionate delle rondelle antiscricchiolio, che riducono gli attriti e migliorano il comfort acustico;
• molle di sospensione, che sono molle aggiuntive più piccole che entrano in azione quando viene selezionata una parte della corsa della sospensione e ne modificano la rigidità;
• scalette che fissano la molla alla trave del ponte;
• staffe di montaggio anteriori e inferiori con boccole o silent block, che consentono di compensare una variazione della lunghezza della molla durante la compressione, a volte vengono chiamate orecchini;
• cuscini-cippatori che proteggono le lastre da deformazioni irreversibili con massima flessione a fine corsa di lavoro.

Tutte le sospensioni dipendenti sono dotate di ammortizzatori installati separatamente, il cui tipo e posizione non dipendono dal tipo di elemento elastico.

Le molle sono in grado di trasmettere le forze di trazione e frenata dalla trave dell'assale alla scocca con una leggera deformazione, impediscono all'assale di torcersi attorno al proprio asse e resistono alle forze laterali in curva. Ma a causa dell'incoerenza dei requisiti di rigidità in direzioni diverse, fanno tutto ugualmente male. Ma questo non è essenziale ovunque.

Sui veicoli pesanti a più assi possono essere utilizzate sospensioni del tipo a bilanciere, quando una coppia di molle serve due assi adiacenti, appoggiandosi alle loro estremità, ed è fissata al telaio al centro. Questa è una tipica sospensione per camion con i suoi vantaggi e svantaggi.

Sospensione dipendente dalla molla. Il ruolo dell'elemento elastico è svolto da molle cilindriche o molle ad aria, quindi questo tipo richiede una paletta di guida separata. Può essere di diversi design, molto spesso viene utilizzato un sistema di cinque aste a getto, due superiori, due inferiori e una trasversale (asta Panhard).

Ci sono altre soluzioni, ad esempio, da due aste longitudinali con una trasversale, oppure con la sostituzione dell'asta Panhard con un meccanismo a parallelogramma di Watt, che meglio stabilizza il ponte in direzione trasversale. In ogni caso le molle lavorano solo in compressione, e tutti i momenti provenienti dal ponte vengono trasmessi tramite spinte a getto con silent block alle estremità.

Il principio di funzionamento della sospensione indipendente

Le sospensioni indipendenti sono ampiamente utilizzate nelle ruote anteriori sterzanti delle autovetture, poiché il loro utilizzo migliora notevolmente la disposizione del vano motore o del bagagliaio e riduce la possibilità di autooscillazione delle ruote.

Come elemento elastico in una sospensione indipendente, vengono solitamente utilizzate molle, un po 'meno spesso - barre di torsione e altri elementi. Ciò amplia la possibilità di utilizzare elementi elastici pneumatici. L'elemento elastico, ad eccezione della molla, non ha praticamente alcun effetto sulla funzione del dispositivo di guida.

Per le sospensioni indipendenti esistono molti schemi di dispositivi di guida, classificati in base al numero di leve e alla posizione del piano di oscillazione delle leve.  

In un fronte indipendente sospensione del collegamento, il mozzo della ruota è montato con due cuscinetti a rulli conici a contatto obliquo sul perno del fuso a snodo, che è collegato alla cremagliera tramite un perno. Un cuscinetto a sfere reggispinta è installato tra il montante e il fuso a snodo.

La cremagliera è imperniata tramite boccole filettate alle leve a forcella superiore ed inferiore, le quali, a loro volta, sono collegate ad assi fissati alle traverse del telaio tramite boccole in gomma. L'elemento elastico della sospensione è una molla, appoggiata con l'estremità superiore tramite una guarnizione antivibrante contro la testa stampata della traversa, e con l'estremità inferiore contro la coppa di supporto, imbullonata ai bracci inferiori. Il movimento verticale delle ruote è limitato dall'arresto dei tamponi in gomma nella trave.

Un ammortizzatore idraulico telescopico a doppio effetto è installato all'interno della molla e collegato con l'estremità superiore al telaio trasversale tramite cuscinetti in gomma, e con l'estremità inferiore alle leve inferiori.

Recentemente, la sospensione "candela oscillante" si è diffusa. Mc Pherson. Consiste in una leva e un montante telescopico, da un lato rigidamente collegato al fuso a snodo e dall'altro fissato nel tallone. Il tallone è un cuscinetto reggispinta montato in un blocco di gomma flessibile montato sul corpo.

La cremagliera ha la capacità di oscillare per deformazione del tassello in gomma e di ruotare attorno ad un asse passante per il cuscinetto reggispinta, cerniera esterna della leva.

I vantaggi di questa sospensione includono un numero ridotto di parti, meno peso e spazio nel vano motore o nel bagagliaio. Di solito, il puntone della sospensione è combinato con un ammortizzatore e l'elemento elastico (molla, elemento pneumatico) è montato sul puntone. Gli svantaggi della sospensione MacPherson includono una maggiore usura degli elementi di guida del montante con grandi corse della sospensione, possibilità limitate di variare schemi cinematici e un livello di rumore più elevato (rispetto a una sospensione su due bracci trasversali.

Il dispositivo e il funzionamento delle sospensioni MacPherson sono descritti in dettaglio di seguito.

La sospensione del puntone oscillante ha un braccio forgiato a cui è collegato il braccio stabilizzatore tramite cuscinetti in gomma. La parte trasversale dello stabilizzatore è fissata alla traversa del corpo con cuscinetti in gomma e staffe in acciaio. Pertanto, il braccio diagonale dello stabilizzatore trasmette le forze longitudinali dalla ruota alla carrozzeria e quindi fa parte del braccio di guida della sospensione integrato. I cuscini in gomma consentono di compensare le distorsioni che si verificano quando un tale braccio composito oscilla e smorzano anche le vibrazioni longitudinali trasmesse dalla ruota al corpo.

L'asta del montante telescopico è fissata sulla base inferiore del blocco di gomma del tallone superiore e non ruota insieme al montante e alla molla installata su di esso. In questo caso, ad ogni rotazione delle ruote sterzanti, anche la cremagliera ruota rispetto allo stelo, eliminando l'attrito statico tra lo stelo e il cilindro, che migliora la risposta della sospensione alle piccole irregolarità della strada.

La molla non è installata coassialmente alla cremagliera, ma è inclinata verso la ruota per ridurre i carichi trasversali sull'asta, sulla sua guida e sul pistone, che si verificano sotto l'influenza della forza verticale sulla ruota.

Una caratteristica della sospensione delle ruote sterzanti è che dovrebbe consentire alla ruota di compiere giri indipendentemente dalla deflessione dell'elemento elastico. Ciò è garantito dal cosiddetto gruppo pivot.

Le sospensioni possono essere pivot e pivotless:

1. Con una sospensione a perno, lo snodo è fissato su un perno, che è montato con una certa inclinazione rispetto alla verticale sul montante della sospensione. Per ridurre il momento di attrito in questo giunto, è possibile utilizzare cuscinetti a sfera ad aghi, radiali e assiali. Le estremità esterne dei bracci di sospensione sono collegate alla cremagliera mediante giunti cilindrici, solitamente realizzati sotto forma di cuscinetti a strisciamento lubrificati. Il principale svantaggio della sospensione a perno è l'elevato numero di cerniere. Quando si fanno oscillare le leve del dispositivo di guida nel piano trasversale, è impossibile ottenere l '"effetto anti-immersione" a causa della presenza del centro del rollio longitudinale della sospensione, poiché gli assi di oscillazione delle leve devono essere rigorosamente parallelo.
2. Le staffe di sospensione indipendenti Besshkvornevy in cui le cerniere cilindriche di un rack vengono sostituite con quelle sferiche sono diventate molto più diffuse. Il design di questa cerniera prevede un perno con testa semisferica, è dotato di un inserto di supporto in ceramica-metallo, che agisce sulla superficie sferica del corpo della cerniera. Il dito poggia su uno speciale inserto in gomma rivestito in nylon montato in un apposito supporto. L'alloggiamento della cerniera è fissato al braccio di sospensione. Quando la ruota viene girata, il perno ruota attorno al proprio asse nelle camicie. Quando la sospensione devia, il perno, insieme all'inserto, oscilla rispetto al centro della sfera - per questo, c'è un foro ovale nel corpo. Tale cerniera è portante, in quanto attraverso di essa le forze verticali vengono trasmesse dalla ruota all'elemento elastico, la molla, che poggia sul braccio inferiore della sospensione. I bracci di sospensione sono fissati alla scocca o tramite cuscinetti cilindrici a strisciamento, oppure tramite cerniere gomma-metallo, che funzionano per deformazione a taglio di boccole in gomma. Questi ultimi richiedono lubrificazione e hanno proprietà di isolamento dalle vibrazioni.

Quale sospensione è la migliore?

Prima di rispondere a questa domanda, dovresti considerare i pro e i contro di entrambi i tipi di pendenti.

Benefici hungиil mio sospensioni: elevata resistenza e affidabilità del design, aderenza uniforme alla carreggiata e maggiore stabilità in curva, nonché invarianza di altezza libera, carreggiata e altri indicatori di posizione delle ruote (molto utili in fuoristrada).

Tra gli svantaggi della sospensione dipendente:

• la rigidità delle sospensioni può causare disagio durante la guida su strade dissestate;
• ridotto controllo del veicolo;
• la complessità dell'aggiustamento;
• le parti pesanti aumentano notevolmente la massa non sospesa, che influisce negativamente sulla scorrevolezza della guida e sulle caratteristiche dinamiche della macchina, oltre ad aumentare il consumo di carburante.

Sospensione indipendente e i suoi vantaggi:

• maggiore comfort di marcia, poiché la collisione di una delle ruote con un'irregolarità non influisce in alcun modo sull'altra;
• meno rischio di ribaltamento quando si colpisce un buco serio;
• migliore maneggevolezza, soprattutto ad alta velocità;
• il peso ridotto offre migliori prestazioni dinamiche;
• ampia gamma di opzioni di regolazione per ottenere parametri ottimali.

Gli svantaggi includono:

• a causa del design complesso, il servizio sarà costoso;
• maggiore vulnerabilità durante la guida fuoristrada;
• la carreggiata e altri parametri possono cambiare durante il funzionamento.

Quindi quale è meglio? La sospensione è uno dei componenti della macchina riparati più frequentemente. Questo deve essere preso in considerazione quando si sceglie un'auto. La riparazione di una sospensione indipendente costerà più di una dipendente. Inoltre, l'indipendente, molto probabilmente, dovrà essere riparato più spesso, non sarà superfluo informarsi sulla disponibilità dei pezzi di ricambio. Potrebbe essere necessario ordinare separatamente ricambi originali di qualità adeguata per auto straniere.

Per la guida principalmente su asfalto, l'opzione migliore è la sospensione anteriore indipendente e quella posteriore dipendente. Per un SUV o un'altra auto che dovrebbe essere utilizzata fuoristrada, la sospensione dipendente è la scelta migliore, su entrambi gli assi o almeno sul retro. Il ponte non regge gran parte dello sporco. E il terreno e la neve si attaccheranno molto attivamente alle parti della sospensione indipendente. Allo stesso tempo, anche con un ponte piegato su una strada di montagna, l'auto rimarrà in movimento. Ma il guasto della sospensione indipendente non consentirà all'auto di continuare a muoversi. È vero, in condizioni urbane, la gestione con un tale schema non sarà delle migliori.

Negli ultimi anni, i produttori hanno iniziato a dotare alcune auto di sospensioni in grado di funzionare in diverse modalità. La loro elettronica consente di modificare rapidamente, in movimento, i parametri in base alla situazione del traffico. Se i fondi lo consentono, vale la pena guardare i modelli che hanno un tale sistema.