Стабилизатор поперечной устойчивости - что это такое? Для чего нужен?
При прохождении поворотах центробежная сила, чем сильнее скорость, тем сильнее наклоняет автомобиль, при этом увеличивается нагрузка со стороны наружных колёс, а со стороны внутренних наоборот - уменьшается и. В силу этого наблюдается крен и раскачки кузова, что может привести к опрокидыванию автомобиля. С применением в подвеске стабилизатор поперечной устойчивости уменьшаются крены в поворотах.
Стабилизатор поперечной устойчивости является важной частью автомобильной подвески, благодаря которой соединяются противоположные колеса посредством упругого механизма торсионного типа, который и работает на скручивание. В наши дни стабилизатор поперечной устойчивости является уже стал обязательным элементом различных видов независимой подвески легковых и внедорожных автомобилей. Раньше стабилизатор, как правило, скорее всего устанавливали на переднюю ось автомобиля. Сейчас, можно встретить как на передней оси так, и на задней. В легковых автомобилях с задней торсионной подвеской стабилизатор поперечной устойчивости не производители не устанавливают. Дело в том, что его роль выполняет сама подвеска, в силу своих особенностей. А так его устанавливают на любой другой вид подвески. Почти для любой модели автомобиля, неважно какого года выпуска, из какой страны, есть огромный перечень спортивных стабилизаторов, как оригинальных фирменных, так и самоделок. Этот элемент подвески можно самому установить с более широкой и цепкой подвески, и любая машина начнёт рулится как надо! Естественно для серьёзного тюнинга нужна заниженная подвеска, расширенная колея, но это уже совсем другие расходы и тема другого разговора, статьи.
Стабилизатор поперечной устойчивости - это штанга круглого сечения, которая обладает П-образной формой. При его производстве применяют пружинную сталь. Его устанавливают поперек кузова автомобиля, и фиксируется он к нему в двух точках. Делается с помощью резиновых втулок и хомутов. Благодаря втулкам стабилизатор может вращаться. У стабилизатора, как правило, сложная форма, которая «подточена» под конкурентную модель – ведь положение узлов и агрегатов, расположенных под днищем и проходящих мимо или над стабилизатором у разных машин разное.
У стабилизатора поперечной устойчивости концы соединяются с другими элементами подвески автомобиля шарнирно. Есть два способа – рычагами, если у машины стоит многорычажная подвеска. Если же подвеска типа McPherson, то на двойных поперечных рычагах, амортизаторными стойками. Стабилизатор имеет либо непосредственное соединение с подвеской, либо с помощью двух тяг, то есть стоек. На данный момент больше всех распространено соединение стабилизатора с помощью тяг.
Теперь о суте работы стабилизатора поперечной устойчивости. Работа стабилизатора основана на правильном перераспределении нагрузки между упругими составляющими (элементами) подвески. При возникновении бокового крена, то есть поперечных угловых колебаний, концы стабилизатора - так называемые тяги, перемещаются в разные стороны - один конец под воздействием инерцией и скорости поднимается, другой же опускается. Средняя часть сделана эластичной стабилизатора – она закручивается. И идея стабилизатор в том, чтобы со стороны крена пытается приподнимать кузов, а с другой – опустить, чем спортивнее машина, тем крены ближе к их полному отсутствию. Так что теория - чем больше и сильнее становится крен кузова, тем сильнее возрастает сопротивление стабилизатора. Как следствие, выравнивается автомобиля по отношению к плоскости дороги независимо от величины его скорости. Кроме того, что снижается крен, также достигается улучшение цепкости шин в поворотах.
Также нужно отметить, что в силу своего происхождения стабилизатор поперечной устойчивости не мешает вертикальным и продольным угловым колебаниям подвески автомобиля. Например, когда при вертикальных колебаниях правое и левое колеса вместе движутся , и тогда стабилизатор начинает проворачиваться во втулках.
Чем жёстче стабилизатор, тем эффективнее его работа. Его жесткость определяется свойствами его «сырья», формой и геометрией крепления. Чем больше жёсткости в стабилизаторе, тем больше нагрузки он переносит с внешнего колеса и соответственно тем круче и скоростнее становятся те повороты, которые может атаковать автомобиль. Обычно спереди стабилизаторы жёстче, так как мотор и много механизмов находятся под капотом, то и развесовка на «нос» больше. В итоге устанавливая на переднюю и заднюю ось на ту или иную модель автомобиля стабилизаторы разной жесткости можно изменять тяговые свойства на осях, тем самым достигается для каждой модели желаемый, нужный баланс управляемости, то есть в характере поведения автомобиля избыточная или недостаточная поворачиваемость.
Несмотря на то, что стабилизатор поперечной устойчивости и обладает кучей очевидных преимуществ, он также имеет и ряд недостатков. Например, независимой подвеска с ним частично теряет свои свойств – он приводит к передаче ударов с одного колеса на другое, уменьшая при этом хода подвески. Теоретически, при движении в прямолинейном направлении автомобиля, нет нужды в работе стабилизатора поперечной устойчивости.
Данную проблему кардинально может решать адаптивная подвеска, которая позволяет полностью избавиться от услуг автомобильных стабилизаторов поперечной устойчивости! В этом вопросе Mercedes-Benz пошагал дальше всех – мерседесовцы разработали систему активного контроля кузова автомобиля - Active Body Control, сокр. ABC, и внедрили её на своих автомобилях. Эта электронная система позволяет контролировать положение кузова над дорогой, почти полностью исключать крены, причём в различных условиях движения, то есть не только при поворотах, но и при ускорении и торможении.
И естественно, как знают многие джиперы - стабилизаторы поперечной устойчивости по умолчанию ухудшают проходимость вездеходов. Дело в том, что если для обычных авто, и тем более для спорткаров в городских условиях необязательно иметь гигантские ходы подвески (хотя при выезде на дачу не помешало бы), то для джипа их отсутствие может обернуться почти катастрофой для подвески, и тем, что застрянет где-нибудь посреди бездорожья. А если ещё подробнее, то при преодолении бездорожья стабилизатор может привести к вывешиванию одного или несколько колёс и потере его/их контакта с дорогой, точнее, с тем, что есть от неё. Инженеры нашли несколько способов, как бороться с данной проблемой.
Самым распространенным способом – является использование гидроцилиндра в качестве стойки самого стабилизатора! В своём обычном положении гидроцилиндр запирается, и тогда стабилизатор свои функции выполняет в полном объеме. Однако при необходимости, например при движении по бездорожью, гидроцилиндр можно разблокировать с помощью кнопки водителем, и стабилизатор полностью отключается. Чтобы предотвратить опрокидывание при достижении определенной скорости во время движения, предусмотрено и режим автоматического включения стабилизатора с полной блокировкой гидроцилиндра. Например, Лэнд Ровер с начала 2000х годов начал на Дисковери применять подобный механизм - на бездорожье джип просто превосходен, так как стабилизатор полностью отключён, а на трассе мчится, проходит, повороты и практически не кренится, несмотря на своё происхождение!
Фирма TRW предлагает нам ещё более сложный механизм контроля подвесочным стабилизатором. Их фирменная система включает в себе сенсор бокового ускорения, ЭБУ, гидронасос... отсутствие стоек стабилизатора - гидроцилиндры полностью выполняют их роль. Когда машина двигается в прямолинейном направлении, то гидронасос отключается, тогда стабилизатор разблокирован, а подвеска переходит в комфортный режим. А когда появляется первый поворот, то блок управления тут же включает насос, создавая в гидроцилиндрах давление, в результате всех этих действий стабилизатор поперечной устойчивости полностью блокируется. Система по своему усмотрению регулирует величину давления в гидроцилиндре, управляет жёсткостью стабилизатора в зависимости от того, в каком режиме автомобиль двигается.
У компании Toyota своё представление – они разработали иную систему управления стабилизаторов в подвеске. Эта версия с 2004 года устанавливается на тойотовские внедорожники. Итак, японская система стабилизации подвески кинетическим способом, что в переводе от Kinetic Dynamic Suspension System, сокр. KDSS, состоит из замкнутого гидравлического контура, который объединяет два гидроцилиндра, клапаны, гидроаккумулятор, блок управления и сенсоры. И в отличие от системы предыдущего поколения гидроцилиндры в нынешней системе KDSS стабилизаторы поперечной устойчивости соединяются с кузовом.
Когда машина двигается по шоссе, то клапаны закрываются, жидкость в системе перестаёт своё движение, в гидроцилиндрах поршни заблокированы, и так как стабилизаторы в передней и задней оси с кузовом жёстко связаны, то начинают выполнять свою работу в полном мере. Во время движения по лёгкой пересеченной местности и неровной дороге автоматика начинает частично открывать клапаны, происходит разблокировка гидроцилиндров, в результате чего снижаются колебания и тряски кузова. И наконец, при преодолении бездорожья жидкость уже начинает свободно двигается, циркулировать в системе, и стабилизатор прекращает свою работу - он полностью отключается.
