Активный стабилизатор поперечной устойчивости: принцип работы, фото

Стабилизатор поперечной устойчивости — зачем он нужен?

При повороте центробежная сила наклоняет автомобиль, со стороны наружных колес увеличивается нагрузка, со стороны внутренних – уменьшается и, как следствие, наблюдается крен и раскачивание кузова. Все это может привести к опрокидыванию автомобиля. Для уменьшения кренов в поворотах применяется стабилизатор поперечной устойчивости.

Что такое стабилизатор поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости является
частью автомобильной подвески, соединяющей противоположные колеса с помощью упругого элемента торсионного типа (работает на скручивание). В настоящее время стабилизатор поперечной устойчивости обязательный элемент различных видов независимой подвески легковых автомобилей. Стабилизатор устанавливается как на передней, так и на задней оси автомобиля. В легковых автомобилях, использующих в качестве задней подвески торсионную балку, стабилизатор поперечной устойчивости не устанавливается. Его функции выполняет сама подвеска.

Конструктивно стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой стержень (штангу) круглого сечения, имеющий П-образную форму. Стабилизатор изготавливается из пружинной стали. Он располагается поперек кузова автомобиля и крепится к нему в двух местах с помощью резиновых втулок и хомутов. Втулки позволяют стабилизатору вращаться. Стабилизатор имеет, как правило, сложную форму, которая учитывает положение узлов и агрегатов автомобиля, расположенных под днищем кузова.

Концы стабилизатора поперечной устойчивости шарнирно соединяются с элементами подвески автомобиля – рычагами (многорычажная подвеска, подвеска на двойных поперечных рычагах), амортизаторными стойками (подвеска McPherson). Соединение стабилизатора с подвеской может быть как непосредственным, так и с помощью двух тяг (стоек). Наибольшее распространение получило соединение с помощью тяг.

Основа работы стабилизатора поперечной устойчивости

Работа стабилизатора поперечной устойчивости основана на перераспределении нагрузки между упругими элементами подвески. При боковом крене (поперечных угловых колебаниях) концы стабилизатора (тяги) перемещаются в разные стороны (один поднимается, другой опускается). Средняя часть стабилизатора закручивается. Со стороны крена стабилизатор пытается как–бы приподнять кузов, с другой – опустить. Чем больше крен кузова, тем сильнее сопротивление стабилизатора. Таким образом, обеспечивается выравнивание автомобиля по отношению к плоскости дороги. Помимо снижения крена, достигается улучшение сцепных свойств шин в повороте.

Необходимо отметить, что в силу своей конструкции стабилизатор поперечной устойчивости не препятствует вертикальным и продольным угловым колебаниям подвески автомобиля. Так, при вертикальных колебаниях левое и правое колеса движутся вместе, а стабилизатор проворачивается во втулках.

Эффективная работа стабилизатора поперечной устойчивости обеспечивается его жесткостью. Жесткость стабилизатора определяется свойствами материала, формой, геометрией крепления. Чем жестче стабилизатор, тем большую нагрузку он переносит с внешнего колеса и соответственно более крутые повороты может позволить автомобилю. Устанавливая на переднюю и заднюю ось автомобиля стабилизаторы разной жесткости можно изменять тяговые свойства на осях, тем самым достигать желаемый баланс управления (избыточная или недостаточная поворачиваемость автомобиля).

При всех очевидных преимуществах стабилизатор поперечной устойчивости имеет ряд недостатков. Его применение приводит к частичной потере свойств независимой подвески – передаче ударов с одного колеса на другое, уменьшение хода подвески. В идеале при прямолинейном движении автомобиля стабилизатор поперечной устойчивости не нужен.

Кардинально данную проблему решает адаптивная подвеска, позволяющая полностью отказаться от стабилизатора поперечной устойчивости. Дальше всех в этом вопросе пошел Mercedes-Benz, разработав и внедрив на своих автомобилях систему активного контроля кузова (Active Body Control, ABC). Электронная система АВС позволяет контролировать положение кузова, исключающее крены, в различных условиях движения, в том числе при повороте, ускорении и торможении.

Минусы стабилизатора поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости ухудшает проходимость внедорожников. При движении по бездорожью стабилизатор может привести к вывешиванию колеса и потере его контакта с дорогой. Борются с данной проблемой несколькими способами.

Самый распространенный способ – использование в качестве стойки стабилизатора гидроцилиндра. В нормальном положении гидроцилиндр заперт, стабилизатор выполняет свои функции в полном объеме. При необходимости движения по бездорожью гидроцилиндр разблокируется с помощью кнопки на панели приборов, стабилизатор поперечной устойчивости отключается. Для предотвращения опрокидывания при достижении определенной скорости движения предусмотрено автоматическое включение стабилизатора (блокировка гидроцилиндра).

Для чего нужен стабилизатор 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.

Содержание статьи:

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.

Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости

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:

  • стальной трубы (стержня) П-образной формы;
  • двух стоек (тяг);
  • креплений (хомуты, резиновые втулки).

Рассмотрим данные элементы подробнее.

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 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.

Активный стабилизатор поперечной устойчивости

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:

  • применение гидроцилиндров вместо стоек;
  • использование активного привода;
  • применение гидроцилиндров вместо втулок.

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, принцип работы

Сегодня расскажу об устройстве,которое выполняет 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.

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

Стабилизатор поперечной устойчивости

Неотъемлемой частью разных типов независимой подвески автомобиля является стабилизатор поперечной устойчивости, который представляет собой упругий элемент, выполненный из пружинной стали. Стабилизатор выполняет важные функции, препятствуя крену автомобиля при поворотах, тем самым улучшая управляемость.

Когда автомобиль совершает поворот, центробежная сила его наклоняет. Таким образом, нагрузка на наружные стороны колес возрастает, но при этом нагрузка на внутренние стороны колес снижается. В результате отмечается значительный крен автомобиля, а также ощутимое раскачивание кузова. Водитель может потерять управление, и автомобиль просто напросто опрокинется. Чтобы избежать этого и уменьшить крен кузова при вхождении автомобиля в поворот, применяется такой упругий элемент, как стабилизатор поперечной устойчивости.

Стабилизатор поперечной устойчивости или СПУ представляет собой важную составную часть подвески автомобиля. Стабилизатор соединяет противоположные колеса при помощи упругого элемента, работающего на скручивание. На сегодняшний день СПУ обязательно входит в состав различных типов независимой подвески легковых машин.

Стабилизатор может быть установлен как на задней, так и на передней оси. Не применяется стабилизатор лишь в тех машинах, где роль задней подвески играет торсионная балка. В таком случае за выполнение основных функций СПУ отвечает непосредственно подвеска.

Конструкция СПУ

Конструктивно стабилизатор представляет собой своеобразную штангу П-образной формы с круглым сечением. Стабилизатор, как правило, производится из пружинной стали.

Что касается расположения стабилизатора поперечной устойчивости, то из названия понятно, что он находится поперек кузова. Крепится к кузову этот элемент резиновыми втулками и хомутами в двух местах. Втулки используются для того, чтобы стабилизатор мог вращаться. Сложная форма стабилизатора полностью соответствует положению всех узлов, которые располагаются под днищем кузова автомобиля.

Концы СПУ присоединяются к элементам подвески машины — рычагам или амортизационным стойкам, в зависимости от типа подвески. Существует два варианта соединения стабилизатора с подвеской. Первый вариант — непосредственное соединение, второй вариант, который применяется чаще, — соединение при помощи двух стоек.

Принцип работы СПУ

Принцип действия стабилизатора поперечной устойчивости состоит в том, что нагрузка перераспределяется среди упругих элементов подвески. При возникновении поперечных угловых колебаний один конец стабилизатора поднимается, а другой опускается. При этом середина СПУ закручивается. С той стороны, где происходит крен, стабилизатор приподнимает кузов, опуская его с другой стороны. Получается, что стабилизатор поперечной устойчивости подстраивается под крен кузова. Таким образом, СПУ выполняет функцию выравнивания автомобиля на дороге, уменьшая крен и улучшая сцепление транспортного средства с дорогой при вхождении в повороты.

Стоит заметить, что конструкция стабилизатора устроена таким образом, чтобы не препятствовать вертикальным или горизонтальным угловым колебаниям, которым подвергается подвеска автомобиля. Например, если происходят вертикальные колебания подвески, стабилизатор начинает поворачиваться во втулках, а правое и левое колесо осуществляют движение вместе.

На эффективность работы СПУ в первую очередь влияет его жесткость. Это свойство зависит от материала и формы СПУ, а также от геометрии его крепления. Жесткость стабилизатора отражается на его возможности переносить большую нагрузку с внешнего колеса, тем самым позволяя автомобилю беспрепятственно осуществлять крутые повороты.

В случае необходимости на разных осях могут быть установлены стабилизаторы поперечной устойчивости с разным уровнем жесткости. Таким образом, можно добиться оптимального баланса управляемости автомобилем.

Недостатки СПУ

Несмотря на большое количество достоинств, существуют очевидные недостатки СПУ. Так, из-за применения стабилизатора независимая подвеска теряет некоторые полезные свойства: уменьшается ход подвески, происходит передача удара с одного колеса на второе.

Зачем нужен и как работает стабилизатор поперечной устойчивости

Необходимость применения стабилизатора поперечной устойчивости

Пружины и рессоры в автомобильных подвесках служат в качестве демпферов. Они снижают воздействие ударов и неприятной тряски из-за неровностей дороги и делают поездку на машине более комфортной. При этом не только водитель и пассажиры, но и детали и узлы автомобиля меньше страдают от вибрации.

В то же время наличие упругих элементов приводит к довольно ощутимому раскачиванию машины в продольном и поперечном направлении. С этой проблемой в целом помогают справиться амортизаторы. Тем не менее даже наличие амортизаторов не спасает от опасного бокового крена при вхождении в поворот. В некоторых случаях такой крен может привести к опрокидыванию.

Чтобы уменьшить степень накренивания в поворотах и свести к минимуму вероятность аварии, практически во всех выпускаемых в наше время легковых автомобилях устанавливают стабилизатор поперечной устойчивости. Исключение составляют лишь модели, оснащенные так называемой адаптивной подвеской, в которой степень демпфирования амортизаторов регулируется с помощью электроники и оперативно изменяется в зависимости от качества дороги и параметров движения (ускорение, величина дорожного просвета и другие).

Стабилизатор поперечной устойчивости часто ускользает от внимания автолюбителей. Однако иметь о нем представление необходимо, поскольку это важный элемент подвески, от которого в немалой степени зависит безопасность и управляемость автомобилем.

Конструктивные особенности и принцип работы

В общем случае стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой П-образную конструкцию, основным элементом которой является стержень или труба. Стержень, для изготовления которого используется специальная пружинная сталь, проходит поперек шасси от левого колеса к правому. Часто его реальная форма оказывается весьма сложной и учитывает наличие и расположение других элементов подвески.

Посредством втулок и хомутов устройство прикрепляется к раме. Стержень может вращаться внутри втулок. На концах стержня имеются шарнирные соединения. Они служат для подсоединения к рычагам подвески или амортизационным стойкам.

Во время бокового наклона автомобиля одна из стоек смещается вверх, другая — вниз. Продольные отрезки стержня при этом действуют в качестве рычагов, закручивая поперечную часть стабилизатора, как торсион. В результате возникает упругий момент, препятствующий крену. С увеличением бокового крена растет и противодействующий момент.

А вот на вертикальные и продольные смещения подвески устройство не оказывает никакого влияния. Пока машина движется строго по прямой, стабилизатор никак не проявляет себя.

Кроме прямого сочленения с подвеской в конструкции стабилизатора часто применяют стойки (тяги) в виде штока с шарнирами на концах. Дополняет комплект стабилизатора набор креплений.

Разновидности

Стабилизатор поперечной устойчивости, как правило, ставят на обе оси подвески. Деталь для задней оси обычно имеет свои конструктивные особенности, это следует учитывать при покупке. В то же время сзади стабилизатор нередко вовсе отсутствует. Например, его нет на зависимых задних подвесках, в которых роль стабилизатора выполняет торсионная балка совместно с продольными рычагами.

Эффективность работы устройства определяется его жесткостью. Увеличение жесткости обеспечит безопасность при прохождении более крутых поворотов, что особенно важно для грузовиков и спорткаров. Однако уровень комфортности несколько снизится.

Существуют активные стабилизаторы, которые позволяют регулировать жесткость устройства, подстраиваясь под конкретные дорожные условия и характер движения.

Изменение жесткости в них осуществляется за счет применения активного электрического или гидравлического привода. Для управления приводом ЭБУ использует данные целого ряда датчиков.

Есть и другие решения, например, установка гидроцилиндров вместо стоек, как в системе динамического контроля ходовой части, предложенной Porsche, или в кинетической динамической подвеске, которая устанавливается на внедорожниках Toyota. Здесь также за всем следит электроника.

Однако применение активных стабилизаторов, как и адаптивных подвесок, конечно же, сказывается на цене автомобиля.

Ничто не идеально

Хотя рассматриваемое устройство безусловно оказывает положительное влияние на безопасность и устойчивость транспортного средства, всё же его применение имеет некоторые негативные последствия, с которыми приходится мириться.

Например, в полностью независимой подвеске каждое колесо движется в пространстве, не влияя на другие колеса. Однако стабилизатор поперечной устойчивости вынуждает в какой-то степени пожертвовать независимостью. И чем жестче стабилизатор, тем меньше независимость, а значит и уровень комфорта. Это в первую очередь следует учесть любителям тюнинга.

Кроме того наличие данной детали уменьшает свободный ход подвески, что не очень хорошо во время езды по бездорожью. Поэтому в некоторых моделях внедорожников предусмотрено простое механическое или электронное отключение стабилизатора.

Что касается износоустойчивости, то наиболее уязвимые элементы — втулки и стойки. Сам стержень возможно повредить разве что из-за удара. Если искривление небольшое, его можно попробовать разогнуть. Существенную деформацию едва ли удастся исправить в полной мере, и это отрицательно скажется на эффективности работы устройства. А потому в такой ситуации деталь лучше заменить на новую.

Зачем нужен стабилизатор поперечной устойчивости?

Современный автомобиль подвижен и маневренен, способен развивать высокую скорость и практически не притормаживая входить в поворот, а так же легко преодолевать неровные участки дороги. Многое из этого он не мог бы делать без стабилизатора поперечной устойчивости.

Назначение и принцип работы стабилизатора

Следуя названию, стабилизатор предназначен для выравнивания автомобиля во время езды. То есть, он способен:

  • Уменьшать крен кузова в поворотах
  • Увеличивать сцепление колёс с дорожным полотном
  • Равномерно распределять нагрузку на раму автомобиля
  • Делать машину более управляемой

Стабилизатор был создан для увеличения поперечной устойчивости, и предотвращения переворачивания автомобиля во время скоростного маневрирования. То есть, когда машина начинает крениться в бок, тяги стабилизатора перемещаются в противоположные стороны. Одна тяга поднимается вверх, а другая в это время опускается вниз. Срединная балка в это время начинает закручиваться, тем самым провоцируя опущение поднятого бока машины, и уменьшая нагрузку с другой стороны. Благодаря этому автомобиль плотно прижимается всеми колёсами к дороге во время манёвра.

Технические характеристики устройства

Вид

По своему внешнему виду стабилизатор представляет собой изогнутую на концах трубку из металла, которая соединяется с передней или задней осью с помощью втулок.

Положение

Так как стабилизатор является одним из элементов подвески, он крепится при помощи шарниров так же к кузову автомобиля. Следовательно, стойки стабилизатора вместе с центральной балкой связывают колёса и основание автомобиля. Как правило, установка стабилизатора может быть передней, задней, или двойной (на обе оси). Чаще всего установку совершают на переднюю ось автомобиля.

Критерий жёсткости

Главным критерием стабилизатора является его жёсткость. Но этот же критерий может стимулировать противоположный результат при применении на разных конструкциях.

Например, высокая жёсткость переднего стабилизатора во время начала поворота приводит к таким эффектам как:

  • Увеличение крена
  • Повышение сцепления передних колёс с дорогой
  • Уменьшение сцепления задних колёс
  • Повышение поворачиваемости в начале поворота
  • Уменьшение чувствительности к управлению

Интересно то, что уменьшение жёсткости стабилизатора обычно приводит к противоположным результатам. Поэтому специалисты рекомендуют устанавливать на переднюю ось не слишком жёсткий стабилизатор.

Что касается заднего стабилизатора, то вот что можно сказать об увеличении его жёсткости:

  • Уменьшается величина крена
  • Увеличивается сила сцепления передних колёс
  • Повышается поворачиваемость во время ускорения
  • Уменьшается боковое сцепление при поворотах
  • Повышается чувствительность к управлению

Как следует из всего вышесказанного, стабилизатор поперечной устойчивости — необходимая часть подвески автомобиля, выполняющая функции увеличения устойчивости машины во время различных манёвров, что во много раз повышает безопасность вождения.

Зачем нужен стабилизатор поперечной устойчивости

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.

Как устроен стабилизатор поперечной устойчивости

К одним из главных компонентов подвески, предназначенных для сокращения влияния центробежной гравитационной силы, относится стабилизатор поперечной устойчивости. Без этого элементарного, казалось бы, элемента нельзя представить себе систему управления автомобиля. Для лучшего эффекта используются передний и задний стабилизатор.

О том, что это такое, и каков принцип действия устройства, мы поговорим подробнее. Кроме этого, стоит отметить, что при использовании заднего стабилизатора поперечной устойчивости необходимо учесть, что подвеска задней оси тоже должна быть независимой.

Как работает стабилизатор?

Механизм представляет собой балку, выполненную из металла. Для каждой модели автомобиля разработана своя форма. Края дополнены втулками и крепежами, необходимыми для установки стабилизатора к ступичным основаниям передних колес.

Чтобы создать большую жесткость, деталь устанавливается и к дну кузова. Это позволяет также снизить крен машины при выполнении различных маневров и резких движений. Помимо стандартных вариантов, имеются и другие виды стабилизаторов поперечной устойчивости. Например, двойные, которые более эффективно справляются с кренами транспорта.

Кроме этого, существуют стабилизаторы с особыми резинками, что увеличивает срок службы таких изделий. В связи с этим следует отметить, что в традиционном исполнении элемент долго не используется.

Недостатки применения стабилизатора поперечной устойчивости

Никто из специалистов не будет отрицать пользу применения данного приспособления. Однако не лишним будет сказать и о минусах его наличия в автомобиле. Самым негативным моментом считается сковывание хода подвески. Если говорить простым языком, то это значит, что при плохих условиях, например, если машина попала в грязь, может быть потеряно сцепление с дорожным покрытием.

Если автовладелец решит заменить стандартный стабилизатор на спортивный, обладающий большей жесткостью, то независимая передняя подвеска станет зависимой, что существенно снизит уровень комфортности управления машиной.

Таким образом, решение о монтаже такого тюнингованного средства должно приниматься взвешено, а стабилизатор поперечной устойчивости можно заменить, если поставить более жесткие пружины. О том, какой вариант станет наиболее удачным конкретно для вашего автомобиля, могут рассказать профессионалы, к которым можно обратиться за консультацией в специализированный автотехцентр.

Avto-Science.ru

Стабилизатор поперечной устойчивости

При повороте центробежная сила наклоняет автомобиль, со стороны наружных колес увеличивается нагрузка, со стороны внутренних – уменьшается и, как следствие, наблюдается крен и раскачивание кузова. Все это может привести к опрокидыванию автомобиля. Для уменьшения кренов в поворотах применяется стабилизатор поперечной устойчивости.

Стабилизатор поперечной устойчивости является частью автомобильной подвески, соединяющей противоположные колеса с помощью упругого элемента торсионного типа (работает на скручивание). В настоящее время стабилизатор поперечной устойчивости обязательный элемент различных видов независимой подвески легковых автомобилей. Стабилизатор устанавливается как на передней, так и на задней оси автомобиля. В легковых автомобилях, использующих в качестве задней подвески торсионную балку, стабилизатор поперечной устойчивости не устанавливается. Его функции выполняет сама подвеска.

Конструктивно стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой стержень (штангу) круглого сечения, имеющий П-образную форму. Стабилизатор изготавливается из пружинной стали. Он располагается поперек кузова автомобиля и крепится к нему в двух местах с помощью резиновых втулок и хомутов. Втулки позволяют стабилизатору вращаться. Стабилизатор имеет, как правило, сложную форму, которая учитывает положение узлов и агрегатов автомобиля, расположенных под днищем кузова.

Концы стабилизатора поперечной устойчивости шарнирно соединяются с элементами подвески автомобиля – рычагами (многорычажная подвеска, подвеска на двойных поперечных рычагах), амортизаторными стойками (подвеска McPherson). Соединение стабилизатора с подвеской может быть как непосредственным, так и с помощью двух тяг (стоек). Наибольшее распространение получило соединение с помощью тяг.

Работа стабилизатора поперечной устойчивости основана на перераспределении нагрузки между упругими элементами подвески. При боковом крене (поперечных угловых колебаниях) концы стабилизатора (тяги) перемещаются в разные стороны (один поднимается, другой опускается). Средняя часть стабилизатора закручивается. Со стороны крена стабилизатор пытается как–бы приподнять кузов, с другой – опустить. Чем больше крен кузова, тем сильнее сопротивление стабилизатора. Таким образом, обеспечивается выравнивание автомобиля по отношению к плоскости дороги. Помимо снижения крена, достигается улучшение сцепных свойств шин в повороте.

Необходимо отметить, что в силу свое конструкции стабилизатор поперечной устойчивости не препятствует вертикальным и продольным угловым колебаниям подвески автомобиля. Так, при вертикальных колебаниях левое и правое колеса движутся вместе, а стабилизатор проворачивается во втулках.

Эффективная работа стабилизатора поперечной устойчивости обеспечивается его жесткостью. Жесткость стабилизатора определяется свойствами материала, формой, геометрией крепления. Чем жестче стабилизатор, тем большую нагрузку он переносит с внешнего колеса и соответственно более крутые повороты может позволить автомобилю. Устанавливая на переднюю и заднюю ось автомобиля стабилизаторы разной жесткости можно изменять тяговые свойства на осях, тем самым достигать желаемый баланс управления (избыточная или недостаточная поворачиваемость автомобиля).

При всех очевидных преимуществах стабилизатор поперечной устойчивости имеет ряд недостатков. Его применение приводит к частичной потере свойств независимой подвески – передаче ударов с одного колеса на другое, уменьшение хода подвески. В идеале при прямолинейном движении автомобиля стабилизатор поперечной устойчивости не нужен.

Кардинально данную проблему решает адаптивная подвеска, позволяющая полностью отказаться от стабилизатора поперечной устойчивости. Дальше всех в этом вопросе пошел Mercedes-Benz, разработав и внедрив на своих автомобилях систему активного контроля кузова (Active Body Control, ABC). Электронная система АВС позволяет контролировать положение кузова, исключающее крены, в различных условиях движения, в том числе при повороте, ускорении и торможении.

Стабилизатор поперечной устойчивости ухудшает проходимость внедорожников. При движении по бездорожью стабилизатор может привести к вывешиванию колеса и потере его контакта с дорогой. Борются с данной проблемой несколькими способами.

Самый распространенный способ – использование в качестве стойки стабилизатора гидроцилиндра. В нормальном положении гидроцилиндр заперт, стабилизатор выполняет свои функции в полном объеме. При необходимости движения по бездорожью гидроцилиндр разблокируется с помощью кнопки на панели приборов, стабилизатор поперечной устойчивости отключается. Для предотвращения опрокидывания при достижении определенной скорости движения предусмотрено автоматическое включение стабилизатора (блокировка гидроцилиндра).

Более сложную систему управления стабилизатором поперечной устойчивости предлагает фирма TRW. Система включает датчик бокового ускорения, блок управления, гидронасос и гидроцилиндры в качестве стоек стабилизатора. При прямолинейном движении гидронасос выключен, стабилизатор разблокирован, подвеска работает в комфортном режиме. При повороте блок управления включает насос, в гидроцилиндрах создается давление, стабилизатор поперечной устойчивости блокируется. Регулируя величину давления в гидроцилиндре, система управляет жесткостью стабилизатора в соответствии с режимом движения.

Компания Toyota разработала иную систему управления стабилизаторами поперечной устойчивости, которую с 2004 года устанавливает на свои внедорожники. Система кинетической стабилизации подвески (Kinetic Dynamic Suspension System, KDSS) представляет собой замкнутый гидравлический контур, объединяющий два гидроцилиндра, гидроаккумулятор, клапаны, блок управления и датчики. В отличие от предыдущей системы гидроцилиндры в системе KDSS соединяют стабилизатор поперечной устойчивости с кузовом.

При движении по шоссе клапаны закрыты, жидкость в системе не движется, поршни в гидроцилиндрах заблокированы, передний и задний стабилизаторы жестко связаны с кузовом и выполняют свои функции в полном объеме. Движение по неровной дороге приводит к частичному открытию клапанов, разблокированию гидроцилиндров, что приводит к снижению колебаний (тряски) кузова. На бездорожье жидкость свободно перемещается в системе, стабилизатор поперечной устойчивости полностью отключен.

Зачем нужен стабилизатор поперечной устойчивости

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 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 параллельны 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, 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 многорычажные, 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, 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 ненужной 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.

Ссылка на основную публикацию