Что такое стабилизатор в машине
Перейти к содержимому

Что такое стабилизатор в машине

  • автор:

стабилизатор поперечной устойчивости . ДЛЯ ЧЕГО ОН ?

Во-первых, они контролируют поперечный крен шасси так, чтобы прирост развала колес не был избыточным. Во-вторых, стабилизаторы являются удобным способом сбалансировать крен шасси между осями автомобиля, для достижения наилучшего баланса управления. Обе этих цели могут быть достигнуты с помощью пружин, но реальный контроль крена шасси с помощью пружин потребует установки слишком жестких пружин, что нарушит контроль автомобиля в ухабистых условиях.

Если не вдаваться в технические подробности, стабилизатор работает как третья пружина, помогающая сохранить устойчивость в повороте. Стабилизаторы поперечной устойчивости препятствуют крену шасси и таким образом переносят нагрузку с внутренних колес на внешние колеса. Чем жестче стабилизатор поперечной устойчивости, тем большая часть нагрузки переносится с внутреннего колеса на внешнее колесо. Однако, поскольку внешнее колесо не может преобразовать всю дополнительную нагрузку в дополнительное сцепление, суммарное сцепление обоих колес в действительности снижается. Это изменяет баланс автомобиля в сторону другой оси.

Установка стабилизатора поперечной устойчивости, или увеличение его жесткости, снижает боковое сцепление на этом конце автомобиля и увеличивает боковое сцепление на другом конце автомобиля.

Имейте в виду, что нельзя изменить общее сцепление автомобиля, но оно может быть сбалансировано путем распределения нагрузки на колеса. Стабилизаторы поперечной устойчивости являются очень полезным инструментом для изменения баланса автомобиля.

Жесткость шасси играет очень важную роль в эффективности стабилизаторов поперечной устойчивости. Жесткое шасси делает автомобиль более чутким к изменениям в стабилизаторах поперечной устойчивости.

Стабилизаторы поперечной устойчивости лучше всего использовать только на ровных трассах с высоким сцеплением. Если вы хотите использовать стабилизатор поперечной устойчивости на ухабистой трассе, попытайтесь использовать самый тонкий стабилизатор.

Передний стабилизатор поперечной устойчивости
Передний стабилизатор поперечной устойчивости влияет на величину наклона передней части автомобиля в повороте. Когда автомобиль входит в поворот, центробежная сила принуждает автомобиль наклониться и перенести вес на внешнюю сторону поворота. Очень мягкий передний стабилизатор поперечной устойчивости увеличивает нагрузку на внешнее переднее колесо, и уменьшает нагрузку на внутреннее переднее колесо (полезно отметить, что жесткий стабилизатор будет стремиться поднять внутреннее переднее колесо, таким образом, снижая нагрузку на это колесо). В то же время, жесткий передний стабилизатор поперечной устойчивости увеличивает нагрузку на внутреннее заднее колесо, и уменьшает нагрузку на внешнее заднее колесо. В этой ситуации, баланс сцепления между передней и задней осями сдвигается назад, и вы получаете автомобиль с меньшей поворачиваемостью, но большей чувствительностью управления.

Не запутайтесь между поворачиваемостью и чувствительность управления. Автомобиль с мягким передним стабилизатором поперечной устойчивости может иметь хорошую поворачиваемость, но наклон шасси и перенос веса с этим мягким стабилизатором займет больше времени, что создаст задержку в управлении и, следовательно, снизит чувствительность управления. Жесткий передний стабилизатор поперечной устойчивости создаст очень быстрый перенос веса и, таким образом, очень чувствительное управление, но с низкой величиной управления. Другими словами, величина управления относится к крутизне поворота, а чувствительность относиться к скорости или быстроте реакции на поворот.

Передний стабилизатор поперечной устойчивости влияет главным образом на поворачиваемость при входе в поворот.

Жесткость стабилизатора. Свойства

Более мягкий передний стабилизатор

Больше крен шасси.
Увеличивает переднее сцепление.
Снижает заднее сцепление.
Больше поворачиваемость при входе в поворот.
Меньше чувствительность управления.

Более жесткий передний стабилизатор

Меньше крен шасси.
Снижает переднее сцепление.
Увеличивает заднее сцепление.
Меньше поворачиваемость при входе в поворот.
Больше чувствительность управления.
[править] Задний стабилизатор поперечной устойчивости
Задний стабилизатор поперечной устойчивости влияет на величину наклона задней части автомобиля в повороте. Когда автомобиль входит в поворот, центробежная сила принуждает автомобиль наклониться и перенести вес на внешнюю сторону поворота. Очень жесткий задний стабилизатор поперечной устойчивости увеличивает нагрузку на внешнее заднее колесо, и уменьшает нагрузку на внутреннее заднее колесо (полезно отметить, что жесткий стабилизатор будет стремиться поднять внутреннее заднее колесо, таким образом, снижая нагрузку на это колесо). В то же время, жесткий задний стабилизатор поперечной устойчивости увеличивает нагрузку на внутреннее переднее колесо, и уменьшает нагрузку на внешнее переднее колесо. В этой ситуации, баланс сцепления между передней и задней осями сдвигается вперед, и вы получаете автомобиль с меньшим задним сцеплением, но большей чувствительностью управления (смотрите «Передний стабилизатор поперечной устойчивости» для объяснения чувствительности управления). С мягким задним стабилизатором поперечной устойчивости происходит противоположное: относительно к жесткости стабилизатора, теперь меньшая нагрузка на внешнее заднее колесо и большая нагрузка на внутреннее заднее колесо. Внутреннее переднее колесо также меньше загружено, и внешнее переднее загружено больше. Теперь, баланс сцепления смещается назад, создавая большее заднее сцепление в поворотах, но меньшую чувствительность управления.
____________________________

Задний стабилизатор поперечной устойчивости влияет главным образом на поворачиваемость при ускорении и стабильность в середине поворота и на выходе из поворота.
Если хотите сделать дрифт-кар то задний стабилизатор — самое первое дело. Но молоопытному водителю при такой доработке даже близко к машине нельзя будет подходить.
Стабилизатор поперечной устойчивости в первую очередь влияет на поворачиваемость. Если в повороте (без газа) первыми начинают скользить передние колеса — поворачиваемость называется недостаточной, если задние — поворачиваемость избыточная; если сползают примерно одинаково и перед и зад — поворачивемость нейтральная. Для «гражданского» водителя автомобиль должен иметь нейтральную или немного недостаточную поворачиваемость, такое поведение прощает некоторые ошибки неопытных водителей — сброс газа в повороте, резкие рывки рулем. Автомобиль с избыточной поворачиваемостью вытащить из заноса сможет не каждый водитель! Особенно зимой! На большинстве легковых автомобилей (не на всех) стабилизатор стоит спереди и его жесткость подбирается таким образом, чтобы придать автомобилю «гражданский характер». Тестируется несложно — лосиный тест и змейка. Машина должна проходить без глубоких заносов и без вылетания с траектории. Производители тратят на это некоторое количество денег и времени, чтобы мы с вами получили Безопасный Продукт.
На Субару Импреза, к примеру, есть задний стабилизатор, но машина «в стоке» имеет недостаточную поворачиваемость; и есть тюнинговые комплекты, которые придают немного избыточную или нейтральную поворачиваемость. Их очень любят гонщики и дрифтеры, они позволяют «ставить машину» в повороте. Тут каждый солит по вкусу. Надо ли говорить, что такая машина на дороге общего пользования таит в себе сюрприз?
Большой минус : при выезде на бездор сплошные минусы, так как способствует уменьшению хода подвески, что на пересеченной местности не есть гуд. Что касается недолговечности и разбалансировки кузова

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.

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

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

komponenty

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

Общий вид стоек

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.

active

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.

Как работает стабилизатор поперечной устойчивости?

Стабилизатор поперечной устойчивости (или СПУ) — это изогнутый стержень, выполненный из металла. Обычно крепление выполняется к передним колесам, с помощью втулок, внутри которых деталь может вращаться. Элемент используется каждый раз, как машина пытается накрениться (вбок – при поворотах, или вперед – при торможении).

СПУ обычно используется на независимой подвеске. Если в задней части авто установлен мост или балка, то задачу стабилизирующего элемента выполняет балка (на переднем приводе) и штанга на заднем приводе.

Стабилизатор поперечной тяги

Конструкция стабилизатора поперечной устойчивости

СПУ состоит из трех основных элементов:

  • Центрального стержня, выполненного из стальной трубы;
  • Пары стоек (тяг), которые крепятся к правому и левому плечу стержня;
  • Набора креплений и втулок.

Стержень – это упругий элемент, который производится из пружинной стали и устанавливается поперек кузова машины. Обычно форма детали изогнутая, так как она должна огибать различные препятствия, расположенные под днищем.

Стойки или тяги необходимы для соединения концов стержня с рычагом или стойкой амортизатора. По виду это шток, на концах которого имеются шарниры, оформленные пыльниками. Шарниры нужны для придания соединениям подвижности, чтобы стержень мог наклоняться вверх или вниз при повороте автомобиля.

При движении тяги испытывают высокие нагрузки, из-за которых шарниры быстро изнашиваются (обычно замена требуется каждые 40-6- тыс. км). Тяги выполняются из металла или высокопрочного пластика, который по надежности не хуже металлических изделий.

Крепления включают набор хомутов и втулок. Хомуты применяются для более надежного крепления стержня, втулки из резины необходимы, чтобы стержень мог вращаться при прямолинейном движении авто (когда поворот не выполняется, и функции центральной балки не требуются).

Стабилизатор поперечной тяги

Как работает поперечный стабилизатор?

Не нужно путать СПУ и стойки стабилизатора, которые находятся за колесом. Стабилизатор располагается внизу, между стойками. При повороте он приподнимается с одной из сторон, а с другой направляется вниз, что позволяет выровнять машину с плоскостью дороги. Основную задачу по стабилизации выполняет центральный стержень, который при образовании крена начинает закручиваться. Уровень его скрученности зависит от того, насколько сильно «завален» кузов при повороте.

СПУ позволяет эффективно распределять нагрузку между упругими компонентами подвески. Кроме того, выравнивание авто позволяет улучшить сцепление покрышек с дорогой при выполнении поворота.

Из-за особенностей своей конструкции СПУ не мешает колебаниям подвески в вертикальном и продольном направлениях. Так, во время вертикальных колебаний оба колеса двигаются вместе, а стабилизатор просто проворачивается во втулках, не мешая им.

Стабилизатор поперечной тяги в конструкции автомобиля

Виды стабилизаторов

С учетом места крепления различают два вида СПУ: передние и задние поперечные стабилизаторы. Задний элемент иногда не устанавливается, а передний поперечный стабилизатор используется на всех современных автомобилях.

Есть также обычные и активные стабилизаторы. Их отличие от стандартных моделей в возможности регулировки жесткости при изменении типа дорожного полотна и стиля езды. На бездорожье активный стабилизатор обычно не включается, самую большую жесткость приобретает при прохождении крутых поворотов, среднюю – при использовании авто на грунтовом покрытии.

Для изменения жесткости используются разные способы:

  • Установка гидравлических цилиндров вместо стоек;
  • Применение активного привода;
  • Использование гидравлического цилиндра вместо втулок.

Плюсы стабилизатора поперечной устойчивости

Достоинства у элемента одно – повышение устойчивости авто при выполнении резких поворотов. Это позволяет обеспечить безопасность при управлении транспортным средством, снизить риск переворачивания машины.

Кроме того, при использовании активного стабилизатора, он может менять свою жесткость при изменении дорожного покрытия. Что удобно, например, если часто приходится съезжать с асфальта на грунт.

Стабилизатор поперечной тяги

Недостатки стабилизатора поперечной устойчивости

Происходит снижение эффективности независимой подвески:

  • Удары переходят с одного колеса на другое;
  • Ход подвески становится меньше;
  • Появляется вероятность вывешивания колеса при езде по бездорожью.

Исправить возможность вывешивания колеса можно двумя способами: использованием адаптивной подвески (тогда СПУ будет не нужен) или активного стабилизатора, который будет менять жесткость.

При необходимости замены стойки, втулки поперечного стабилизатора или всего механизма, рекомендуется обращаться в автосервис. Там проведут диагностику и оценят, какие элементы изношены и нужна ли установка новых деталей.

Стабилизатор поперечной устойчивости: как он устроен, как правильно работает и может ли сломаться

Даже прожженные бойцы гаражных и интернетных дискуссионных баталий зачастую впадают в ступор при вопросах о стабилизаторе поперечной устойчивости. Так ли однозначна роль этого элемента в автомобиле? Насколько велик риск его поломки? Происходит ли какое-то эволюционное развитие или эта деталь «застыла в янтаре времени»?

Как работает и для чего нужен стабилизатор?

Первые автомобили, использующие стабилизатор поперечной устойчивости для уменьшения кренов кузова в повороте, появились еще в 20-х годах ХХ века. Стабилизатор (далее для простоты и краткости – СПУ) практически всегда, за редкими исключениями, представляет собой П-образную балку, отформованную из толстого стального прута или трубы, работающую по принципу скручиваемого торсиона (упругого элемента). На большинстве машин он имеется как минимум на передней оси, но нередко встречается и второй – на задней. СПУ «полужестко» связывает друг с другом правую и левую части подвески автомобиля, будучи своими концами прикрепленным (непосредственно или через промежуточные шарниры) к симметричным деталям – обычно к внешним корпусам амортизаторных стоек на подвеске типа MacPherson или к нижним рычагам у двухрычажек (и опять же у MacPherson). Несмотря на форму в виде огромной условной буквы «П», с точки зрения физики стабилизатор – простая пружина.

СПУ позволяет крайне простой реализацией с минимумом затрат уменьшить поперечную раскачку кузова и улучшить управляемость при маневрах, не делая пружины и амортизаторы избыточно жесткими на обычной гражданской машине, что лишило бы комфорта водителя и пассажиров при прямолинейном движении. Для езды по прямой стабилизатор не нужен, и в работе подвески в этом режиме он практически не участвует – оба конца его колеблются синхронно, вместе с колесами, и сила скручивания не действует. При маневрировании же торсион автоматически включается в работу и начинает скручиваться, увеличивая жесткость подвески с нагруженной стороны (внешней по отношению к центру радиуса поворота), одновременно прижимая к дорожному покрытию и тем самым частично выравнивая разгруженную сторону (внутреннюю).

Кстати, нельзя не упомянуть, что существует ряд машин, в которых СПУ играет более важную роль, нежели просто уменьшение кренов – там, где он выполняет одновременно роль и стабилизатора, и продольных растяжек для стоек Макферсон. Из отечественных моделей можно назвать, например, Москвич-2141 и ИЖ-2126, да и на иномарках это применялось – например, на старых Mazda 70-80-х годов и много где еще. С одной стороны, это решение выглядит более технологичным, но с другой, надежность от СПУ требуется двойная, ибо при изломе на ходу обычного стабилизатора в целом ничего катастрофического не происходит, а при изломе стабилизатора, выполняющего в том числе и роль растяжек, колесо резко уходит назад, заклинивая от трения в нише колесной арки…

Mazda RX-2 1972 года

Убрать или удвоить?

Несмотря на важность и эффективность, стабилизатор поперечной устойчивости – деталь все же вспомогательная. И при ее отсутствии автомобиль не теряет возможности передвигаться и не становится фатально небезопасным – хотя, безусловно, в некоторых ситуациях контроль со стороны водителя снижается. И нельзя не отметить, что изредка встречаются примеры вполне себе штатного отсутствия этой детали – причем речь идет отнюдь не только о первой половине ХХ века, как можно подумать. Например, стабилизатора не имели, не особо страдая от его отсутствия, тысячи ранних Renault Logan в самых простых и бюджетных комплектациях – а это уже вполне себе середина 2000-х, на минуточку…

Типичный случай автомобиля без стабилизатора – машина в стадии ремонта и ожидания запчастей. Если СПУ полностью вышел из строя (почему и как это случается, мы расскажем ниже) и нуждается в замене на новый или «контрактный» (до чего ж я не люблю этот кривой термин по отношению к любому хламу с разборок), то автомобиль совершенно необязательно ставить на прикол в ожидании деталей. Для неспешной городской или даже загородной езды на разрешенных скоростях и без намеренных «шашек» и тому подобного отсутствие стабилизатора практически незаметно тому, кто сидит за рулем. Или, скажем, если что-то пошло не так при замене стоек-«косточек» – например, одна или обе стойки уже сняты, а купленные новые внезапно оказались не того типа: в этой ситуации можно не ставить обратно старые «линки», а спокойно поехать в магазин с нефункционирующим СПУ.

А бывают случаи, когда стабилизатор отключают (откручиванием одного из концов буквы «П») или даже снимают целиком намеренно при полной его исправности. Например, частенько этим грешат владельцы Нивы. Однако не стоит огульно обвинять их в «безграмотном колхозном вмешательстве в сертифицированную конструкцию» – если человек понимает, как работает стабилизатор, и четко видит разницу в реакциях автомобиля, то осознанный отказ от «стаба» не должен принести вреда. Делают это в первую очередь для увеличения независимых друг от друга вертикальных ходов подвески переднего моста на бездорожье – нередко именно упругость стабилизатора ухудшает контакт с поверхностью одного из колес. Попутным бонусом, который получают от такого «антитюнинга» владельцы Нивы, становится снижение вибраций и шума в салоне на мелких неровностях, которые стабилизатор, в силу своей сущности, помогает передавать на кузов у любого автомобиля. Ну а минусы – вполне предсказуемые: увеличение кренов в поворотах и эффект некоторого «запаздывания» реакции колес на руль. Правда, нельзя сказать, что эти минусы фатально меняют поведение автомобиля и делают его прямо-таки опасным. Да, меняют, но умеренно. И поскольку Нива и так далеко не шедевр управляемости, адекватный водитель способен компенсировать изменения в поведении автомобиля контролем скоростного режима и маневров.

Ну и другая крайность – усиление эффективности штатного стабилизатора. Специфическое мероприятие с целью получения некоторого улучшения управляемости вкупе с ярко выраженными «антипозвоночными» свойствами, которое проводят осознанно в основном на действительно спортивных снарядах, а не на повседневных городских тачках. Хотя и с сугубо городскими это проделывают, но тут уже об осознанности речь не идет – как правило, такой мышиной возней занимаются юные «стритрейсеры» на престарелой «классике» от ВАЗа, для которой даже серийно выпускаются комплекты установки второго родного стабилизатора поверх уже имеющегося. Такое решение позволяет быстро удвоить упругость торсиона, не применяя болгарку, сварку и лишние затраты. Правда, конечный смысл все равно остается туманным…

Почему скрипит стабилизатор?

Исправный стабилизатор при работе молчалив, но рано или поздно способен порождать два типа звуков – стуки и скрипы. Первые нас сейчас не интересуют, поскольку с ними все достаточно просто, и производятся они исключительно шаровыми шарнирами стоек стабилизатора – так называемыми «косточками» или «линками». А вот скрип (порой чрезвычайно громкий и противный) издает сам стабилизатор, проворачиваясь во втулках крепления к подрамнику или раме – они же именуются «подушками». И вот работа этих подушек нередко вызывает недопонимание у автовладельцев – в том числе и вполне рукастых, способных самостоятельно ремонтировать свой автомобиль. Да и сервисмены порой тупят…

Главное, что надо знать – стержень штанги стабилизатора ни при каких обстоятельствах не должен скользить внутри подушки. Подушка – это не классический шарнир, это сайлентблок. То есть, поворот оси (в данном случае – штанги) в этом узле допускается лишь на незначительный угол и не за счет скольжения, а за счет упругого скручивания массива резины!

Это крайне важный тезис, который многими игнорируется: в Сети можно найти массу историй того, как люди всерьез смазывают (!) разными смазками эти узлы при замене подушек или при попытке устранить скрип без разборки, закладывают между штангой и подушкой, а также между подушкой и скобой консистентные смазки или пытаются внести туда жидкие смазки из аэрозольных баллонов или шприцов. Делать так категорически нельзя! Ну или если уж делать, то как минимум с полным пониманием того, что это – неправильно и производится с целью сугубо временно устранить скрип.

Когда смазка попадает в зону контакта подушки и штанги СПУ, сайлентблок исчезает, и на его месте возникает обычный шарнир, в котором сталь вращается в резине, издавая звуки и стремительно ее изнашивая. В щели от износа попадает песок и вода, и процесс ускоряется. Результат – временное прекращение скрипа (пока лужами не вымоет масло), износ втулки-подушки и быстро ускоряющийся износ штанги. Когда же этот узел работает правильно (именно в режиме сайлентблока), движение штанги происходит только за счет упругого скручивания резины – и оно совершенно бесшумно!

Повторимся еще раз. Причина скрипов – именно проворачивание штанги в подушке, чего быть ни при каких обстоятельствах не должно. А причин проворота может быть несколько:

  • Неудачный подбор (на конвейере или самим автовладельцем) подушки или невыдержанные ее размеры (брак) – отверстие слишком велико, а внешние габариты слишком малы, чтобы их качественно обжала скоба. Или слишком эластична (или наоборот, жестка) резина. Лечение – поиск оптимальных подушек.
  • Износ самой штанги в зоне установки подушек, когда ее диаметр уменьшается. Лечение (если не хочется менять СПУ целиком) – подбор нештатных подушек с меньшим диаметром отверстия и аналогичным внешним профилем. Или иным профилем – но тогда и с заменой крепежных скоб на соответствующие.
  • Отслоение краски на штанге стабилизатора в зоне втулок – в этой ситуации даже при неизношенной штанге и качественных втулках возникает проворот со скрипами. Лечение – снятие подушек, тщательная зачистка стержня штанги в зоне крепления и обратная сборка (желательно с новыми подушками).
  • Необдуманное использование деталей из полиуретана в качестве альтернативных подушек. Нередко полиуретан выбирается со столь высокой жесткостью, что он оказывается в принципе неспособен работать на нормальное скручивание в режиме сайлентблока, и сразу начинает действовать, как скользящий шарнир, со всеми вытекающими последствиями.

Расширение возможностей системы СПУ

Понятно, что характеристики стабилизатора поперечной устойчивости классической торсионной конструкции – жесткие, фиксированные. Упругость штанги, ее форма и проистекающая из нее длина ходов заложены на заводе и, разумеется, являются компромиссными. Каноничный СПУ улучшает управляемость в поворотах умеренно, чтобы не породить дискомфорт при езде по прямой. Хотя на хорошем шоссе при высокой скорости ему бы хорошо быть пожестче типично стокового, а на ухабистой грунтовке неплохо и вовсе временно «исчезнуть». Ввиду этого практически у всех крупнейших мировых автопроизводителей в разное время появились фирменные технологии стабилизаторов с переменными характеристиками, управляемыми при помощи механики, гидравлики или электрики.

Самая простая конструкция продвинутого СПУ – с электромеханическим отключением. Как, например, на Nissan Patrol/Safari с поколения Y61. На этих внедорожниках у стабилизатора (причем только на заднем мосту – передний такой системой не обладал) имелось два доступных водителю состояния – активировано и деактивировано. Одна из «косточек» стабилизатора была простой, как на большинстве машин, с шаровыми шарнирами. А вот вторая – особой телескопической конструкции и c блокирующим механизмом внутри: поперек стержня «линка» двигался штифт-фиксатор, входя в паз на стержне. Фиксатор приводился в движение тросиком, в защелкнутом состоянии стойка была жесткой, соединялась с рамой, и стабилизатор работал. Когда водитель перед бездорожьем размыкал механизм, стойка освобождалась от штифта, и ее телескопическая конструкция начинала двигаться свободно – стабилизатор переставал действовать, давая больше свободы подвеске. Управлялась система кнопкой из салона, которая подавала питание на блок с моторчиком, тянувшим и толкавшим тросик. Также имелся электронный модуль, получавший сигналы от датчика скорости – при превышении скорости движения 20 км/ч стабилизатор автоматически активировался вне зависимости от желания водителя. Среди плюсов решения нужно назвать относительную простоту (и даже возможность после небольшой доработки управляться просто потяжкой тросика вручную!), а среди минусов – склонность к стукам и изначально заложенный ряд неудачных решений: хрупкий редуктор привода троса и незащищенность от влаги его корпуса, прикрученного к раме. В итоге, когда конструкция выходила из строя, 9 из 10 автовладельцев меняли ее на обычную жесткую стойку стабилизатора…

Система Nissan использовала для соединения СПУ с кузовом простую телескопическую стойку, у которой способность раздвигаться/задвигаться могла блокироваться механически. Дальнейшим развитием идеи стало понимание того, что телескопическую стойку можно сделать гидравлической, похожей на миниатюрный амортизатор. В этом случае регулированием давления жидкости можно не просто включать/отключать СПУ, но и управлять им в непрерывном режиме, отслеживая скорость, боковой снос и угол поворота руля. Такая система под названием Active Cornering Enhancement появилась, к примеру, на Land Rover Discovery второго поколения (с 1998 года). Устроена она была чрезвычайно сложно – на переднем и заднем стабилизаторах вместо одной из стоек монтировались мощные гидроцилиндры с подведенными к каждому двумя гидромагистралями высокого давления для движения штока вперед и назад – аналогичные тем, что управляют движением ковша или стрелы на бульдозерах и подъемных кранах. Насос, получающий вращение от двигателя, поддерживал постоянное высокое давление в системе, а клапанный коммутационный блок по сигналам от мощного электронного контроллера непрерывно (и очень быстро!) менял давление в гидроцилиндрах, обеспечивая автоматическое бесступенчатое изменение жесткости обоих поперечных стабилизаторов в зависимости от дорожных условий. Инжиниринг решения впечатлял, но все портила общая репутация LR в те годы – надежность системы ACE была невелика, а восстановление неисправной стоило сумасшедших денег.

Комплекс Kinetic Dynamic Suspension System (KDSS) у Toyota, хорошо известный по семейству Land Cruiser, – это, если так можно выразиться, разумным образом упрощенная система ACE от Land Rover. В KDSS так же имеются два стабилизатора (спереди и сзади), и они также соединены с рамой через гидроцилиндры (по одному на стабилизатор), способные менять свою длину. Вот только из системы исключен гидронасос и гидробак под капотом, поскольку жидкость перемещается между передним и задним цилиндрами, как между сообщающимися сосудами, сама собой, без нагнетания давления извне. Передний и задний цилиндры соединены трубками через клапанный блок, позволяющий жидкости перетекать из одного резервуара в другой с различной интенсивностью. Когда клапана полностью открыты, штоки в гидроцилиндрах ходят свободно, и стабилизаторы не работают – это режим для бездорожья, максимально освобождающий артикуляцию подвески. Когда клапана полностью закрыты – режим наибольшей жесткости СПУ для быстрого движения по ровному шоссе. Ну а промежуточные адаптивные режимы позволяют отслеживать с помощью электроники множество факторов и активно управлять клапанами, меняя жесткость обоих стабилизаторов в широких пределах.

Toyota Kinetic Dynamic Suspension System (KDSS)​

Собственное и достаточно интересное решение применила Audi, полностью уйдя от гидравлики. По принципу действия ингольштадтская система eAWS чрезвычайно похожа на… шуруповерт! Стабилизатор поперечной устойчивости кроссоверов Audi имеет достаточно традиционную П-образную форму и абсолютно классическую кинематику работы, но при этом он разрезан на две Г-образные половины, соединенные между собой электродвигателем с планетарным редуктором – как у любого шуруповерта. Представьте, что одна половина разрезанной балки стабилизатора зажата в патрон этого условного «шуруповерта» без рукоятки, а вторая – прикреплена к его корпусу. Если подать питание на электродвигатель, Г-образные половины будут двигаться друг относительно друга точно так же, как двигаются в процессе работы «рога» простейшего целикового стабилизатора. Но в системе eAWS электродвигатель создает переменное усилие, отвечающее за упругость торсиона СПУ, и чем большую мощность подает на мотор электронный блок от специальной вспомогательной 48-вольтовой батареи, тем более эффективно стабилизатор компенсирует крены кузова. Подобное решение выглядит, будем откровенны, высшим пилотажем автоинжиниринга – очень напоминающим известный эволюционный эпизод, когда сложную, прецизионную и недешевую систему гидроусилителя руля повсеместно вытеснил электроусилитель, не нуждающийся в насосах, бачках, трубопроводах высокого давления, ответственных уплотнителях рулевого механизма и прочих особенностях комплекса ГУР! Единственная заочная претензия к концепции eAWS – слишком высокие требования к прочности и материалам редуктора и к выносливости электромотора, работающих под высокими нагрузками в компактном корпусе, что обуславливает заоблачную цену…

Вопросы к конвейеру

В нашей стране крупным производителем стабилизаторов поперечной устойчивости является компания KAC из Кинешмы. Завод делал СПУ еще для Москвичей и заднеприводных Жигулей, сегодня выпускает их для ВАЗа, УАЗа, Haval, PSA. А до санкций завод был самым крупным поставщиком концерна ZF/TRW в Европе и поставлял стабилизаторы на все автосборочные конвейеры на территории России.

«Колеса» пообщались с главным инженером завода Вячеславом Воркуновым.

К.: Штанга стабилизатора бывает из цельного стального прутка или из полой трубки – в чем разница? Можно ли считать одно решение устаревшим, а другое – более современным?

Вячеслав Воркунов: Большинство автомобилей до 2010 года имели штангу из цельного прутка, затем постепенно их вытеснили полые штанги – сперва на передней оси, а затем и на задней. В плане эффективности и долговечности разницы нет. Стабилизатор с любыми нужными характеристиками можно изготовить как из прутка, так из трубы. Считается что конструкция из трубы – это более современный вид стабилизатора, так как удельный вес самой штанги меньше аналогичного решения из прутка в среднем на 25-35%. В тренде повсеместного облегчения автомобилей ради снижения расхода топлива это актуально.

К.: Какова долговечность в километрах и/или годах СТП на среднестатистическом современном легковом автомобиле? Насколько реальны случаи излома штанги и можно их как-то прогнозировать? Имеет ли смысл в какой-то момент превентивно менять стабилизатор, не дожидаясь, пока он лопнет?

Вячеслав Воркунов: При проектировании автомобиля штанга стабилизатора формально рассчитывается на весь срок службы эксплуатации. Реальный срок службы стабилизатора зависит от активности езды: чем больше идет нагрузка на СПУ (больше крутых поворотов на высокой скорости, больше езды по грунтовкам и т.п.), тем меньше ресурс. По сути, поводом к превентивной замене может служить либо явная деформация (скручивание штанги с перекосом кузова), либо сильный износ стабилизатора в зоне втулки-«подушки», где со временем образуется выработка поверхности, которая является концентратором напряжений с риском последующего излома. Инцидентов со внезапным изломом СПУ – не так много, но из них 95% – «усталость» штанги, около 5% – ДТП, и менее 1% – так называемый «хрустальный излом», когда штанга попадает в резонанс или из-за быстрого изменения температурных условий, обычно при эксплуатации зимой и при начале движения. Например, интенсивный старт по гребенчатой грунтовке в сильный мороз. И даже предварительный прогрев двигателя до номинальной рабочей температуры тут бесполезен – просто нужно плавно начинать движение, а не гнать «с места в карьер».

Сборочный стенд: сборка на штангу подушек и стоек стабилизатора​

К.: Понятно, что ваше предприятие не выпускает никаких сложных систем стабилизаторов с изменяемыми характеристиками. Но хотя бы в самих штангах появились какие-то новации за последние годы, кроме перехода с прутка на трубу?

Вячеслав Воркунов: Отмечу, к слову, что даже в самых сложных и продвинутых системах активного управления жесткостью стабилизатора поперечной устойчивости в «основании пирамиды» из гидравлики и электроники лежит все равно простая штанга-торсион, от которой никуда не деться. Эволюционные изменения ее затрагивают слабо даже у наипервейших лидеров среди автопроизводителей. У нас же фактически единственное, что появилось из нового в последние годы – это штанги стабилизатора с интегрированными втулками (подушками), в российском автопроме они были применены впервые на Lada Vesta. Привулканизированные к стержню штанги подушки предотвращают скрипы при скручивании стабилизатора на неровностях дороги; увеличивается срок эксплуатации и самих подушек, и штанги в целом, так как между подушкой и штангой не попадает абразив и не «грызет» ее. Единственный минус такого решения – стоимость при замене.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *