Зачем нужен стабилизатор в автомобиле?

Для чего нужен стабилизатор поперечной устойчивости

Современные автомобили передвигаются по дорогам на высоких скоростях за счет применения в подвеске стабилизатора поперечной устойчивости. Из-за этой детали удерживать высокую скорость можно не только на прямолинейных участках. На большой скорости авто может войти в поворот, выполнять различные маневры и без проблем объезжать препятствия на дороге.

Предназначение

Данная деталь в подвеске совершенно любого авто позволяет уменьшить боковые крены кузова при повороте машины.

Если коротко, то это устройство защищает машину от опрокидывания.

Этот элемент устанавливается на большинстве современных автомобилей. Именно благодаря СПУ автомобиль устойчив, маневренный и управляемый.

Основная задача СПУ – перераспределить нагрузку между упругих деталей в подвеске при движении. Когда машина поворачивает, то кузов кренится. Крен сильно влияет на траекторию, по которой будет двигаться машина. В этот самый момент и вступает в работу стабилизатор.

Среди главных функций можно выделить:

  • Снижение кренов кузова при поворотах и маневрировании;
  • Повышение сцепления пары ведущих колес с дорожным полотном;
  • Равномерное перераспределение нагрузки, которую испытывает кузов или рама автомобиля.

Устройство

Основные элементы СПУ — это труба либо стержень из стали. Деталь имеет П-образную форму средней части. Также в устройстве имеются стойки и крепеж.

Главный элемент – это, конечно же, стержень. Представляет собой достаточно упругую поперечную распорку. Чаще всего стержни производят из пружинных марок стали.

Стойки или же тяги – это детали, которые соединяют оба конца основы-стержня с рычагом или стойкой амортизатора. Стойка стабилизатора представляет собой небольшой шток длиной от 5 до 20 см. По бокам стойки имеются шарнирные соединения – так деталь может двигаться вместе со стержнем. Шарниры для защиты от грязи и пыли оборудованы пыльниками.

Крепеж стабилизатора к кузову и подвеске выполнен при помощи резино-техничеких изделий – сайлентблоков и различных крепежных элементов, таких как хомуты, гайки, шайбы.

Стабилизатор может крепиться на подрамник или среднюю часть рамы, а также к балке моста или рычагам.

Деталь работает по принципу перераспределении нагрузок между упругими элементами. Когда происходит боковой крен или поперечные угловые колебания, то тяги или стойки стабилизатора двигаются в разные стороны – одна стойка будет подниматься, другая – опускаться. Средняя часть стержня скручивается. Со стороны крена кузова стабилизатор будет пытаться поднять машину, с другой стороны – опустить.

Чем существеннее крен, тем более значительным будет сопротивление торсиона. Так автомобиль выравнивается по отношению к плоскости дороги.

Но также необходимо понимать, что за счет особенностей своей конструкции СПУ никак не способен воспрепятствовать вертикальным колебаниям. Так, если колебание машины вертикальное, тогда оба колеса – левое и правое, будут двигаться вместе. Стабилизатор же проворачивается во втулках, на которых он закреплен.

Чтобы работа торсиона была максимально эффективной, стержень и вся конструкция должна быть достаточно жесткой. Эта самую жесткость определяют свойствами стали, формой стержня, геометрией крепежа.

Чем большей жесткостью будет обладать стабилизатор, тем большее высокую нагрузку он способен перенести с внешнего колеса. Автомобиль с жестким стабилизатором способен входить в достаточно крутые повороты.

Виды торсионов

На современном автомобиле можно встретить два вида торсионов. Это задний торсион и передний.

На задней оси данные узлы, как правило, отсутствуют.

К примеру, сзади деталь отсутствует на автомобилях с независимой задней подвеской – в качестве СПУ здесь используется специальная торсионная балка и продольные рычаги.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество торсиона – это значительное уменьшение боковых кренов в поворотах. Если СПУ изготовлен из упругих и жестких марок стали, то водитель и пассажиры не почувствуют крен, а тяговое усилие при выходе из поворота и в самом повороте будет увеличиваться.

Пружины, амортизаторы и другие упругие элементы не способны как-либо сопротивляться глубоким кренам, когда машина входит в поворот. СПУ же данную проблему решает, но с другой стороны, если ехать прямо, то стабилизатор не так уж и необходим.

При всех явных и неявных плюсах СПУ вносит существенные ограничения в характеристики независимых подвесок. За счет колес, которые соединены со торсионом, уменьшается ход каждого колеса – это влечет за собой передачу ударов колеса с одной оси на другое.

Это актуально при езде по плохим, неровным дорогам. На бездорожье СПУ может спровоцировать вывешивание колеса, что приведет к потере его контакта с поверхностью.

А ведь полностью отказаться от СПУ не получается, но с помощью адаптивной подвески это возможно. Для этого используют активные стабилизаторы поперечной устойчивости. Это серьезная конструкция с гидравлическим или электромеханическим приводом.

Что будет если убрать стабилизатор поперечной устойчивости

Автомобилисты с опытом обслуживания своих авто считают, что стойки стабилизатора – это самые капризные детали в подвеске. И чтобы не менять их часто, многие умышленно отключат СПУ. В сети можно найти споры на форумах и сообществах о том, нужно ли отключать торсион.

На самом деле ездить без СПУ можно и ничего страшного не будет. В подвеске есть много элементов, без которых можно эксплуатировать машину. Но специалисты не рекомендуют убирать торсион, так если это сделать, то возможность подвески совершать резкие маневры в аварийной ситуации пропадает. Без торсиона в повороте машина будет крениться больше.

Также существует легенда, что водитель «Пежо 607» решил отключить СПУ и в итоге разбил поддон двигателя. Специалисты подтвердили, что неприятности возникли именно из-за неработающего стабилизатора. Естественно, это касается только обычных автолюбителей и гражданских авто, которые ездят по городским дорогам.

Ездить без СПУ можно, но не быстро. Также не рекомендуется выполнять резких маневров – это может быть небезопасным. Но в большинстве случаев, если в повороте машина уверенно стоит на всех четырех колесах, то ничего не случится.

Устройство и принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости – один из обязательных элементов подвески в современных автомобилях. Неприметная на первый взгляд деталь уменьшает крен кузова при поворотах и препятствует опрокидыванию автомобиля. Именно от этого компонента зависит устойчивость, управляемость и маневренность автомобиля, а также безопасность водителя и пассажиров.

  1. Принцип работы
  2. Элементы стабилизатора поперечной устойчивости
  3. Стержень
  4. Стойки стабилизатора
  5. Крепления
  6. Виды стабилизаторов
  7. Недостатки стабилизатора

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.

Читайте также  Как охлаждается турбина в автомобиле?

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

Стержень – это упругая поперечная распорка, изготовленная из пружинной стали. Располагается поперек кузова автомобиля. Стержень – основной элемент стабилизатора поперечной устойчивости. В большинстве случаев стальной прут имеет сложную форму, так как под днищем кузова машины имеется много других деталей, расположение которых нужно учитывать.

Стойки стабилизатора

Стойка стабилизатора поперечной устойчивости (тяга) – это элемент, соединяющий концы стального стержня с рычагом или амортизаторной стойкой подвески. Внешне стойка стабилизатора представляет собой шток, длина которого варьируется от 5 до 20 сантиметров. На обоих ее концах расположены шарнирные соединения, защищенные пыльниками, с помощью которых она крепится к другим компонентам подвески. Шарниры обеспечивают подвижность соединения.

В процессе движения на тяги приходится существенная нагрузка, из-за которой шарнирные соединения разрушаются. В результате, тяги очень часто выходят из строя, и менять их приходится раз в 20-30 тысяч километров.

Крепления

Крепления стабилизатора поперечной устойчивости представляют собой резиновые втулки и хомуты. Обычно он крепится к кузову автомобиля в двух местах. Главная задача хомутов – надежно закрепить стержень. Резиновые втулки нужны для того, чтобы балка могла вращаться.

Виды стабилизаторов

В зависимости от места установки различают передний и задний стабилизаторы поперечной устойчивости. В некоторых легковых машинах задняя поперечная стальная распорка не устанавливается. Передний же стабилизатор на современных автомобилях устанавливается всегда.

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: зачем нужен этот элемент подвески?

Зачем нужен стабилизатор поперечной устойчивости как работает данный узел и почему он стал таким незаменимым в конструкциях автомобильных подвесок. Наверняка вы заметили, что в описаниях конструкций современных подвесок, очень часто упоминается о такой детали как стабилизатор устойчивости. Этот элемент крайне полезен, раз инженеры так любят его использовать. А я больше скажу, без него невозможно ездить на автомобиле, сам пробовал..

Чтобы кузов не гулял…

Для чего автомобилю нужен этот элемент?

В принципе, название этой детали говорит само за себя – её главная роль заключается в стабилизации положения кузова. Дело в том, что на поворотах корпус автомобиля под действием центробежных сил кренится, а это не только не нравится находящимся в его салоне людям, но и подвеске, которая теряет нормальное сцепление с дорогой, из-за того, что нагрузка на колёса становится разная.

Негативных последствий от этого масса, начиная потерей адекватной управляемости машины и заканчивая аварией – ваш четырёхколёсный друг может просто завалиться на бок. С этими неприятными явлениями и борется наш сегодняшний герой статьи.

Всё гениальное — просто

Несмотря на весь груз ответственности стабилизатора поперечной устойчивости, его конструкция до безобразия проста.

По сути, он представляет собой металлическую штангу сложной формы, соединяющую между собой противоположные колёса на оси. К колёсам (если точнее, то к рычагам подвески), стабилизатор прикрепляется тягами, или стойками, еще их называют линками, в средней своей части он крепится к кузовным элементам при помощи специальных втулок, которые позволяют ему скручиваться как торсион, препятствую излишнему крену кузова.

В большей степени форма штанги (стабилизатора) в современных автомобилях зависит от наличия и положения агрегатов, находящихся под днищем, поэтому она может принимать самые причудливые конфигурации.

  1. Правая стойка;
  2. Стойка (линк) стабилизатора;
  3. Штанга стабилизатора поперечной устойчивости;
  4. Левая стойка;
  5. Кулак ступицы;
  6. Ступица;
  7. Продольная тяга;
  8. Задняя поперечная тяга;
  9. Передняя поперечная тяга;
  10. Подрамник.

Свою работу герой нашей статьи, под номером 3, выполняет благодаря всё той же физике, которая одарила металлические штанги и пруты способностью пружинить при скручивании по оси. Это так называемые торсионы.

В нашем случае данный эффект работает следующим образом. Предположим, что у Вас автомобиль с независимой подвеской на всех осях. При вхождении на скорости в поворот, силы инерции наклоняют кузов, из-за чего колёса с одной стороны нагружаются сильней, а с противоположной наоборот – разгружаются и пытаются оторваться от дороги.

Тут и начинается звёздный час заднего и переднего стабилизаторов поперечной устойчивости. Так как разные концы штанг в этом случае поворачиваются в разные стороны, срабатывает эффект торсиона, который пытается их выровнять, причём, чем сильнее кузов кренится, тем больше они сопротивляется этому.

Таким образом, удаётся скомпенсировать негативные колебания и, как следствие, не потерять необходимое сцепление колёс с дорогой. Кстати, хотелось бы отметить, что используются эти полезные штанги исключительно в независимых подвесках, где каждое из колёс живёт своей жизнью, а в зависимых они совершенно не нужны, там и так всё хорошо.

Проблемы стабилизаторов устойчивости

В принципе, на этом можно было бы и закончить нашу статью, если бы не одно но… Несмотря на элементарность конструкции и при этом неоценимую полезность, у стабилизаторов есть ряд очень существенных недостатков, а именно:

  • при наличии этого элемента независимая подвеска теряет ряд своих главных свойств – отсутствие влияния одного колеса на другое и большую величину хода;
  • при установке на внедорожник, стабилизатор ухудшает его проходимость, так как появляется риск вывесить колесо на неровностях;
  • задний стабилизатор высокой жёсткости может негативно отражаться на поворачиваемости автомобиля.

Избавиться от перечисленных проблем можно, но, правда, путём усложнения конструкции. Так, например, на некоторых внедорожниках применяются отключаемые стабилизаторы поперечной устойчивости.

Есть и более радикальный способ – применение адаптивной подвески, когда какие-либо штанги между колёсами и вовсе не нужны, но пока что его могут себе позволить только автомобили бизнес-класса.

Рассказав обо всех нюансах, связанных со стабилизаторами устойчивости, мы теперь со спокойной душой можем подвести черту под нашей статьёй.

Не забывайте подписываться на рассылку и до новой встречи, друзья!

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.

Читайте также  Что такое габаритные огни на автомобиле?

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.

Устройство и принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости задней и передней подвесок

Любому человеку, хоть раз сидевшему в автомобиле в момент прохождения им на высокой скорости поворотов, знакомо ощущение, что его какая-то сила пытается вытолкнуть из машины или, по крайней мере, прижать к ее внешней стороне. Да и она сама начинает крениться при движении по такому рельефу. Вот для уменьшения величины этой силы и предназначен стабилизатор поперечной устойчивости (Anti-Roll bars).

  1. Зачем он нужен?
  2. Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости и его реализация
  3. Как работает Anti-Roll bars в разных условиях
  4. Варианты устранения противоречий

Зачем он нужен?

При прохождении поворотов на авто действует центростремительная сила, направленная от центра. Под ее действием машина начинает крениться, нагрузка на внешние колеса возрастает, а на внутренние уменьшается. Соответственно уменьшается сцепление колес с дорогой и ухудшается управляемость.

Особенно это актуально для машин с независимой подвеской. Вот именно для компенсации ухудшения:

  • управляемости;
  • сцепления колес с дорогой;
  • условий для безопасного движения

в конструкцию автомобиля вводят такой элемент как Anti-Roll bars. У разных моделей и марок машин его конструкция может отличаться, в ней используются различные стойки, рычаг и втулки стабилизатора поперечной устойчивости.

Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости и его реализация

Стабилизатор поперечной устойчивости – круглая металлическая штанга, которой придают порой довольно причудливую форму, через специальный рычаг и стойку (в зависимости от марки машины) соединяющая между собой элементы подвески авто. Принцип, положенный в основу его работы, можно лучше понять с помощью приведенного рисунка.

Рассмотрим, зачем нужен, а также как работает передний стабилизатор поперечной устойчивости. При движении авто в повороте возникающая центростремительная сила прижимает колесо, движущееся по внешнему радиусу, к дорожному покрытию, а внутреннее наоборот старается от него оторвать. Так как элементы подвески через рычаг между собой связывает стабилизатор поперечной устойчивости, выделенный красным цветом, а его середина закреплена неподвижно, то когда один его конец идет вниз, а другой вверх, он работает как торсион.

Часть усилия, возникающего на расположенном с внешней стороны колесе, передается на внутреннее, тем самым выравнивая нагрузку между ними.

Как работает Anti-Roll bars в разных условиях

При всей внешней привлекательности такого технического решения во многих случаях возникают сомнения о необходимости его использования. Лучше всего это можно понять на примере внедорожников. Как правило, у них задний мост имеет зависимую подвеску, в этом случае, стабилизатор поперечной устойчивости задней подвески становится не нужен, с его ролью прекрасно справляется сам задний мост.

Такой подход позволяет понять ограничение, связанное с использованием стабилизатора. Для независимой подвески характерной особенностью является то, что каждое колесо самостоятельно отрабатывает дорожный рельеф, при этом одно никак не влияет на работу другого. Если же мы поставим передний стабилизатор, то подвеска перестает быть полностью независимой, часть усилий с одного колеса начинает восприниматься другим.

Конструкция подобного элемента на различных автомобилях может быть выполнена по-разному, но характерной особенностью, описывающей его работу, является жесткость. Более жесткий стабилизатор поперечной устойчивости, особенно передний, лишает независимую подвеску присущих ей достоинств, а задний стабилизатор поперечной устойчивости влияет на стабильность положения машины при прохождении извилистой дороги и поворачиваемость.

Таким образом, возникает основное противоречие, характерное для классического стабилизатора – он улучшает поведение автомобиля при движении в поворотах, и при этом ухудшает характеристики независимой подвески, что сказывается на управляемости авто. Кроме того, поведение машины зависит от жесткости подобного элемента конструкции.

С другой стороны отмечено ухудшение проходимости внедорожников в условиях бездорожья, т.к. становится возможным вывешивание колеса из-за уменьшения ходов подвески. Поэтому возникает вопрос, зачем он нужен при движении в таких условиях, когда предназначен для работы только на высокой скорости в поворотах?

Варианты устранения противоречий

Самым кардинальным способом избавиться от подобных противоречий, является так называемая адаптивная подвеска, при которой стабилизатор становится не нужен. В этом случае используется принцип контроля положения кузова во время движения, позволяющий исключить его крены при выполнении различных маневров.

Другим подходом, не столь кардинальным, является применение гидроцилиндра вместо стойки стабилизатора поперечной устойчивости. При нормальных условиях, когда гидроцилиндр заперт, работа стабилизатора проходит в обычном режиме. В условиях езды по бездорожью, когда он не нужен, с панели приборов гидроцилиндр разблокируется, и стабилизатор отключается.

Возможна его работа в автоматическом режиме, но для этого используются датчик бокового ускорения, гидронасос и гидроцилиндры, блок управления. Гидроцилиндр также используется вместо стойки. Когда автомобиль движется прямолинейно, гидронасос выключен и стабилизатор работает как обычно. Если возникли боковые ускорения, включается насос и меняет давление в гидроцилиндрах . По условиям движения давление может быть разным, чем обеспечивается регулируемая жесткость стабилизатора.

Читайте также  Чем клеить лобовое стекло автомобиля?

Однако гидроцилиндр может крепиться не на рычаг и стойку, а непосредственно к кузову, как это реализуется в некоторых автомобилях корпорации Тойота. В зависимости от условий движения стабилизатор или заблокирован, или разблокирован.

Такой элемент конструкции автомобиля, как Anti-Roll bars, носит несколько двойственный характер. С одной стороны, он необходим при движении машины на высокой скорости в поворотах, с другой стороны – ухудшает характеристику независимой подвески, придавая ей особенности, присущие зависимой. Для того чтобы избежать подобного противоречия, приходится использовать специальные конструкторские решения.
» alt=»»>