Детали подвески:современные технологии, материалы и инженерные решения

Как театр начинается с вешалки, так управляемость автомобиля начинается с качественных деталей подвески. Разобраться в особенностях и тонкостях современных технологий, применяемых при производстве подобных деталей, «Движку» помог глава российского представительства компании CTR Роман Картузов.

Рычаги, по словам эксперта, — один из самых важных элементов подвески, позволяющий автомобилю (наряду с шаровыми опорами) не просто передвигаться, а иметь высокие ходовые качества.

Сегодня — не век балок: сейчас в ходу рычажные подвески. И на рычаги приходится основная нагрузка. Тенденция применения в рычагах различных видов сайлентблоков (от простых из разных видов резины до полиуретановых, гидравлических сайлентблоков, а также так называемых плавающих сайлентблоков и шаровых опор) обусловлена стремлением к тому, чтобы автомобиль хорошо управлялся на высоких скоростях.

Передний сайлентблок делают всегда компактным, кроме того, он очень «жесткий». Задний сайлентблок (он может располагаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости — в зависимости от конструкции подвески) всегда большой и довольно эластичный.

Все дело в том, что расстояние от переднего сайлентблока до шаровой опоры должно быть постоянным — если же сделать передний сайлентблок мягким, автомобиль начнет «гулять» на дороге. При ударе за счет сайлентблока происходит начала уход немного назад, а затем возврат в исходное положение. Это основная причина того, почему многие производители начинают применять плавающие сайлентблоки.

При замене очень важно применять тот тип сайлентблоков, который рекомендован автопроизводителем. И не стоит думать, что, если поставить полиуретановую подвеску, это будет благо для автомобиля: рано или поздно можно будет заметить, что начинает разрушаться кузов или другие детали подвески. По той простой причине, что полиуретан — жесткий, он не так эластичен, как резина (каучук). И часть ударов будет передаваться с элементов подвески на кузов, поскольку энергия не может исчезать бесследно. А изначально энергия удара должна компенсироваться именно за счет сайлентблоков.

При этом на целом ряде рамных внедорожников прошлого (например, на Hyundai Galloper или Mitsubishi Pajero, на основе которого был построен Galloper) вообще не было сайлентблоков как таковых — гашение колебаний шло на уровне «подушек» между кузовом и рамой (на указанных автомобилях было 12 таких «подушек»). В подвеске таких автомобилей применялись так называемые шкворни — это фактически игольчатый подшипник с пресс-масленкой. И ударные нагрузки компенсировались как за счет большого размера подобных деталей, так и за счет упомянутых «подушек» между рамой и кузовом. Сегодня данная схема почти не используется.

«В нынешнем году мы заключили контракт с Hyundai-Kia на поставку разнокалиберных болтов самого разного предназначения и инвестировали более 200 млн долларов в строительство завода по их производству. Эти детали будут поставляться, в частности, на российский завод Hyundai-Kia под Санкт-Петербургом».

Для России, где широко применяются дорожные реагенты, особенно важна антикоррозийная защита элементов подвески, так как любая каверна, образовавшаяся на сколе краски, может привести к тому, что в рычаге может развиться трещина. Кроме того, если конструкция сварная, необходимо обращать особое внимание на качество сварного шва.

В настоящее время при изготовлении рычагов подвески применяются такие материалы, как сталь, алюминий, а также находить свое применение и магниевые сплавы.

«С целью снизить вес наших деталей мы стремимся заменить сталь алюминием, а там, где это возможно, — сталью в сочетании с современными видами пластика. Что касается конвейерного производства, то CTR концентрируется сейчас на выпуске компонентов рулевого управления (в частности, рулевых реек), а также электромоторов высокой точности (и тех, что применяются в системах рулевого управления, и тех, которые используются в системах гибридных автомобилей, например для рекуперации энергии)».

Новые материалы производители применяют, прежде всего, для снижения веса изделий. В любом случае при этом происходит незначительное снижение прочности. Однако производители на это идут, поскольку этой прочности, которая есть у алюминиевых и магниевых деталей, достаточно, чтобы среднестатистический автомобиль «отбегал» более 150 тыс. км. При условии, что он не попадает в аварию, а аварией можно назвать и попадание в большую яму на высокой скорости: в этом случае стальной или кованый рычаг может просто погнуться.

Каков итог?

Нужно иметь в виду, что все вышеописанные детали гасят энергию удара при попадании в яму или наезде на бордюрный камень: за счет них удар не переходит на кузов. Если же сделать суперпрочное изделие, при аварии водители начнут «попадать» еще и на кузовные работы.

Прочность кованых алюминиевых или магниевых рычагов ниже, чем обычных стальных, но цена таких деталей настолько высока, что применение магниевых сплавов целесообразно лишь на дорогих премиальных или спортивных автомобилях.

Преимущества и недостатки различных материалов:

Сталь
За: высокая прочность, низкая цена.
Против: большой вес, средняя коррозийная стойкость.

Алюминий
За: меньший вес
Против: высокая цена, меньшая прочность (по сравнению со сталью).

Магний
За: малый вес, высокая демпфирующая способность, стабильные размеры, возможность переплавки.
Против: слабая коррозийная стойкость, более высокая цена (по сравнению с деталями из алюминия), прочность на уровне алюминия.

Существует три основных варианта формы рычагов: это сварной пространственный рычаг с двумя сайлентблоками и шаровой опорой и два варианта рычагов, которые имеют только одну опору (например, нижний рычаг подвески McPherson, у которой используется еще реактивная тяга).

Есть также четыре основных типа шаровых опор: опора, полностью интегрированная в рычаг (она находится внутри, завальцована и не ремонтопригодна — при необходимости меняется весь узел); вариант два — запрессовка; вариант три — шаровая опора вставлена в пространственный сварной рычаг и заклепана в трех точках крепления (там, где производитель не гарантирует, что болтовое соединение будет нормально нести нагрузку); четвертый вариант — шаровые опоры, которые прикручиваются болтовыми соединениями. Последние имеют ремкомплекты для замены.

«Компания CTR известна в первую очередь как производитель деталей подвески и рулевого управления для автомобилей азиатских брендов: японских и корейских. На MIMS 2017 мы представили линейку компонентов для европейских и американских машин и подготовили специальный каталог подобных деталей. Каждая витрина на нашем стенде посвящена определенной модели автомобиля: Audi A3, Ford Focus, Opel Corsa D, Volkswagen Polo V — с полным перечнем того, что у нас есть для этих машин».