Как работают втулки стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля
Ровной всем дороги: как и зачем менять втулки стабилизатора
Стабилизатор поперечной устойчивости – штука интересная. Главная его особенность – частая недооценённость автолюбителями, особенно теми, кто за рулём недавно или ничего круче «девятки» с вытекшими амортизаторами не видел. Действительно, его можно вообще снять и выкинуть – машина всё равно будет ездить. Правда, плохо.
Не надо крениться!
Е сли бы автомобили ездили всегда по прямой, да ещё бы не разгонялись и не тормозили, стабилизатор был бы не нужен вовсе. Его работа начинается каждый раз, когда машина пытается наклониться. Будь это поперечный крен при повороте или продольный при торможении – стабилизатор пытается удержать кузов параллельно поверхности дороги. И несмотря на элементарность конструкции, у него это неплохо получается.
Стабилизатор – всего лишь тяга, соединяющая подрамник с креплением колеса (сегодня мы будем говорить о передней подвеске МакФерсон, поэтому скажем проще – с рычагом подвески). Нельзя не отметить, что как раз МакФерсон очень и очень нуждается в использовании стабилизатора, в основном из-за некоторой компромиссности конструкции. Угол развала там статичен, но при кренах он меняется в силу особенности схемы подвески. Чем это плохо? Тем, что изменение углов развала неизбежно сокращает площадь контакта шины с дорогой. И единственный способ избежать этого явления – снизить крен. Тут и помогает стабилизатор, который работает как торсион: при поперечном крене противоположные концы, закреплённые в рычагах, начинают перемещаться в разные стороны, закручивая среднюю часть. Возникающий момент препятствует дальнейшему относительному перемещению колёс, уменьшая крен. Как видите, работает это очень просто.
Но чтобы не стать поклонником культа стабилизатора, необходимо сказать и пару слов о его недостатках. Во-первых, стабилизатор волей-неволей уменьшает ход подвески. Конечно, для легкового автомобиля это не критично, а вот для внедорожника бывает вредным. Ну, а во-вторых, не стоит увлекаться заменой стабилизатора на какие-то более жёсткие, что иногда любят делать некоторые автовладельцы. По их мнению, более прочный стабилизатор поможет практически полностью избежать кренов и из Жигулей сделает болид Формулы-1. Это – весьма опасное заблуждение.
Первое же, с чем столкнётся Кулибин с железякой толщиной в руку в передней подвеске, – это неожиданно лёгкому уносу в занос вследствие нездорового дисбаланса сцепления передних и задних колёс с дорогой (у задних он будет недостаточным). Надо понимать, что инженеры, разрабатывающие подвески, тщательно рассчитывали не только каждую из подвесок, но и их совместную работу. И если некорректно вмешаться в работу одной из них, снизится управляемость в целом, хотя крен, вполне возможно, и станет чуть меньше.
Так, а при чём тут втулки, и зачем их менять? Как я уже говорил, стабилизатор должен иметь возможность скручиваться от разнонаправленных усилий на правом и левом колёсах. Если его приварить или любым другим способом жёстко прикрепить к подрамнику, он такой возможности будет лишён, поэтому он и крепится на нём с помощью втулок. Со временем они стираются, и стабилизатор начинает в них «гулять».
Этот люфт, как и любой другой, увеличивает степени свободы детали, которые сводят «на нет» все его возможности предотвращения крена. И тогда в поворотах машина начинает заваливаться на бок сильнее, чем следует.
Не каждый автолюбитель сразу это заметит, поэтому меняют втулки в других случаях: если выявят износ в ходе диагностики подвески, или если он уже начинает стучать. Впрочем, вторая ситуация обычно более характерна не вследствие физического износа, а вследствие хорошего удара или другого механического воздействия.
Итак, мы прониклись пониманием того, что втулки периодически подлежат замене, и это совершенно нормально. Посмотрим, как это делать.
Что понадобится?
Что хорошего в этом ремонте – он недорогой. И я бы даже сказал, что нет смысла делать его своими руками, какими бы умелыми они ни были. Поэтому поедем в сервис и просто понаблюдаем, как это делает специалист.
Инструмента понадобится минимум: головка на 18 мм и ключ (или головка) на 10. Но посмотрите на ключ: чего это его так жизнь покалечила? На самом деле, перед нами не просто ключ, а Модернизированный Специнструмент Алексея Телешова, будем называть его так.
Так как мы будем менять втулки на Логане, придётся учитывать некоторые его особенности, поэтому такой хитрый ключ может пригодиться. Кроме того, придётся искать подъёмник, а вполне вероятно, что и гидравлическую стойку (мы, во всяком случае, её использовали) вместе с «болгаркой». Так что несмотря на кажущуюся простоту, не так всё и просто.
Теперь о стоимости запчастей. Нет смысла гоняться за оригиналом, есть весьма достойные производители, тем более что втулка – это кусок резинки, и там что-то сделать не так тяжело. Поэтому обращаем внимание на две ходовые модели: французский Sasic за 160 рублей и бельгийский Sidem за 180. Мы выберем Sasic.
Заезжаем в бокс и встаём на подъёмник.
Как это обычно происходит с резьбовыми соединениями внизу машины, они все давно покрылись слоем грязи и закисли. Поэтому перед началом работы есть смысл полить болты WD 40. Чуть-чуть ждём и вытаскиваем на свет тот самый ключ с переломанной судьбой и пытаемся открутить болт на десять сверху (видно на фото).
Естественно, это так же бесполезно, как просить кота быстрее проходить в приоткрытую дверь (если у вас есть кот, вы поймёте всю тщетность замысла). Но нам в данном случае помогает сама конструкция логановской подвески: этот болт обычно просто срезают, ибо его назначение непонятно никому, даже у более тяжёлого и внедорожного Дастера этот узел сделан проще и чуточку нежнее (и болт там меньшего диаметра). Поэтому специалист рисует белым маркером отметку, по которой надо будет срезать ушко хомута. Теперь дело за «болгаркой»: отрезаем это ушко и переходим на другую сторону.
Стабилизатор поперечной устойчивости: зачем нужен, как устроен и на каких машинах его нет
Стабилизатор поперечной устойчивости — это важная часть автомобильной подвески, которая помогает уменьшить крен кузова автомобиля во время быстрых поворотов или на неровностях. Это изогнутый металлический прут — по сути торсионная пружина, которая соединяет между собой колеса на одной оси с помощью коротких рычагов — стоек стабилизатора.
Стабилизатор поперечной устойчивости с втулками и хомутами крепления к кузову и стойки стабилизатора Meyle. Источник: Meyle
Стабилизатор увеличивает поперечную жесткость подвески и ее сопротивление крену в поворотах вне зависимости от жёсткости пружины в вертикальном направлении. Патент на стабилизатор поперечной устойчивости в 1919 году получил канадский инженер Стивен Коулман.
Основная задача стабилизатора поперечной устойчивости — заставить разгруженную сторону транспортного средства опускаться или подниматься на одинаковую высоту с нагруженной для уменьшения бокового наклона автомобиля на поворотах.
В том числе благодаря стабилизатору поперечной устойчивости автомобиль имеет умеренный крен даже в экстремальных режимах движения. Источник: Drive2, dinerooo
На быстрой дуге из-за динамического распределения массы кузов автомобиля прижимается к внешним колёсам, создавая крен, а стабилизатор поперечной устойчивости создаёт усилие, которое как бы поджимает колёса с противоположной стороны. В результате автомобиль целиком прижимается к полотну в быстром повороте, потому что все колеса оказываются ближе к кузову.
Как устроен стабилизатор поперечной устойчивости
Стабилизатор поперечной устойчивости — это торсионная пружина, а если проще — изогнутая металлическая штанга, которая сопротивляется кренам кузова. Обычно ее изготавливают из цилиндрического стального стержня, который в двух точках соединяется с корпусом, а концы крепятся к элементам подвески с каждой стороны через гибкий шарнир — стойку стабилизатора.
Износ втулок стабилизатора — одна из частых причин неисправностей подвески. Их изготавливают из резины, которая может быстро терять свои свойства из-за времени или агрессивной среды вроде реагентов. Источник: Meyle
Если левое и правое колеса движутся синхронно, стабилизатор полностью прокручивается внутри втулок в точках крепления к кузову. А в случае, когда они перемещаются относительно друг друга, то есть нагружается только одно колесо, стержень подвергается скручиванию. Концевая тяга стабилизатора поперечной устойчивости, в свою очередь, соединяется с местом рядом с колесом или осью, позволяя передавать силы от сильно нагруженной оси на противоположную сторону.
Таким образом, прикладываемая к нагруженному колесу сила сначала передаётся на стойку стабилизатора, затем на сам стабилизатор, далее — через вторую стойку на противоположное колесо. Благодаря своей жёсткости стабилизатор сопротивляется скручиванию, а она в свою очередь зависит от толщины стабилизатора и длины плеч рычага — то есть длины изогнутых «хвостов» с обеих сторон штанги. Чем короче этот рычаг, тем жестче стабилизатор и тем сильнее кузов сопротивляется крену.
На что ещё влияет работа стабилизатора
Однако крену противодействует не только стабилизатор поперечной устойчивости, но и пружины подвески. Но тут есть важный момент — в случае установки слишком жёстких пружин автомобиль потеряет в плавности хода, а благодаря стабилизатору инженерам удаётся найти компромисс между управляемостью и комфортом.
Спортивные автомобили, как правило, имеют очень жесткие стабилизаторы поперечной устойчивости, поэтому нередко «приподнимают» переднее внутреннее колесо — при этом они сохраняют максимальное сцепление на внешнем. Источник: Drive2, Andi777
Интересный момент: если менять жесткость стабилизаторов поперечной устойчивости, можно влиять на поворачиваемость автомобиля. Поведение, связанное с недостаточной или избыточной поворачиваемостью, можно устранить, изменив пропорцию общей жесткости по крену, создаваемой передней и задней осями.
Например, увеличение жесткости передней оси увеличит долю общей передачи нагрузки, на которую реагирует передняя ось, и уменьшит долю, которую реагирует задняя ось. Иными словами, передние колёса станут «держаться» за дорогу крепче, чем задние, а значит автомобиль будет меньше плужить в повороте.
Всегда ли нужны стабилизаторы
Без стабилизатора артикуляция подвески с каждой стороны существенно вырастает — это ухудшает стабильность автомобиля на высокой скорости, однако повышает проходимость на бездорожье. По этой причине многие внедорожники обходятся без стабилизаторов — например, его нет в задней подвеске нового Mercedes-Benz G500. А вот у его «старшего брата» G63 есть: там стабильность приоритетнее внедорожных возможностей.
Вместо стабилизатора поперечной устойчивости у младших Mercedes-Benz G-класса стоит тяга Панара. Она препятствует перемещениям оси в зависимой подвеске колёс в поперечном направлении. Источник: Mercedes-Benz
Может ли стабилизатор выйти из строя
Можно подумать, что металлический изогнутый прут может служить вечно. Отчасти это так, и намного чаще выходят из строя стойки стабилизатора, которые имеют подвижные части и резиновые элементы. Сам стабилизатор тоже может поломаться, но, как правило, не буквально. Он может стираться в точках крепления к кузову: в этих местах он становится тоньше. появится общий дискомфорт при управлении автомобилем, а также стуки при проезде неровностей.
Например, в некоторых моделях автомобилей концерна Volkswagen из-за старения возможен излом регулировочных шайб на стабилизаторе, а втулки стабилизатора могут лишиться своей боковой устойчивости.
Типичный пример изношенного временем стабилизатора поперечной устойчивости. Источник: Drive2, пользователь Energosila
Почему бы не поставить максимально толстые стабилизаторы?
Следует помнить, что применение стабилизатора поперечной устойчивости имеет некоторые побочные эффекты. По сути, из-за него даже независимая подвеска в некоторой степени становится зависимой. Поэтому при сотрясении одного колеса на крупном ухабе энергия удара передаётся на противоположное колесо через стабилизатор. Если же дорога сплошь состоит из выбоин и бугров, машина может начать сильно раскачиваться из стороны в сторону, и чем жестче стабилизатор, тем более тряской и некомфортной станет машина.
Производители запасных частей не зря едят свой хлеб и всегда находят идеальный баланс управляемости и плавности хода. В ассортименте Meyle можно найти стабилизаторы поперечной устойчивости, которые подойдут именно на ваш автомобиль и смогут гарантировать идеальное поведение автомобиля в любых условиях. А искушенные энтузиасты, которые точно знают свои потребности, найдут в каталогах Meyle детали для тюнинга своих автомобилей.
Для упрощенной замены деталей стандартным инструментом стойки стабилизатора Meyle крепятся шайбой на 16 мм. Источник: Meyle
Особо выносливые запасные части Meyle носят маркировку HD — такие детали предназначены для эксплуатации в странах с низким качеством дорог и суровым климатом. Источник: Meyle
Для большего удобства при ремонте MEYLE предлагает ремонтный комплект MEYLE HD, включающий стабилизатор в сборе и стойки стабилизатора, — для максимального упрощения процесса монтажа. Идеально подобранные компоненты позволяют выполнить быструю и простую замену неисправных деталей. Для дополнительного удобства монтажа стабилизатор поставляется в готовом для установки виде, укомплектован опорами и в большинстве случаев крепежными деталями.
За счет доводки отдельных параметров удалось добиться значительного увеличения срока службы деталей. Например, применение увеличенной и более прочной шаровой головки диаметром 22 мм позволило уменьшить удельное поверхностное давление при одинаковых уровнях нагрузки, что, в свою очередь, сводит к минимуму износ детали. Полагаясь на передовые технологии разработки MEYLE, профессиональные сервисные компании могут уверенно предлагать расширенную четырехлетнюю гарантию, которая распространяется не только на ремонтные комплекты MEYLE HD, но и на все продукты из ассортимента MEYLE HD.
Стабилизатор поперечной устойчивости, принцип работы.
Продолжаем познавательную страничку.
Сегодня расскажу об устройстве, которое выполняет наверное 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.
У внедорожного автомобиля с высоко расположенным центром тяжести стабилизатор должен быть достаточно жестким, чтобы противостоять чрезмерным наклонам его кузова при движении с большими скоростями на поворотах. При движении вне дорог напротив более пригодны стабилизаторы малой жесткости, допускающие большие перекосы оси автомобиля относительно кузова, благодаря чему улучшается передача тяговых усилий колесами и повышается плавность хода автомобиля. При отключенном стабилизаторе разность хода колес одной оси автомобиля может быть увеличена на 60 мм.
Основными компонентами системы отключаемых стабилизаторов являются:
— гидравлический блок
— блок управления стабилизаторами
— стабилизаторы с соединительными устройствами
Главным элементом отключаемого стабилизатора является гидравлическая кулачковая муфта, которая позволяет соединять и разъединять плечи стабилизатора. Она расположена в средней части стабилизатора.
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!
Втулка стабилизатора: функции, признаки неисправностей и замена втулок стабилизатора
Как известно, стабилизатор поперечной устойчивости позволяет избежать предельных нагрузок на отдельные детали ходовой части. Если просто, от его работы напрямую зависит устойчивость авто на дороге, также стабилизатор не позволяет кузову сильно кренится в поворотах. При этом соединяется стабилизатор с другими деталями через стойки стабилизатора.
Также для уменьшения шума и поглощения вибраций, которые возникают в процессе работы стабилизатора, в конструкции применяются особые упругие втулки стабилизатора (выполнены из резины и в быту называются резинки стабилизатора). Далее мы рассмотрим, что такое втулка стабилизатора, как она устроена и работает, а также как проверить втулки стабилизатора и как выполняется замена втулки.
Втулки стабилизатора передние и здание: что нужно знать
Прежде всего, втулка стабилизатора является деталью, отлитой из резины или полиуретана. Как правило, для разных авто форма зачастую очень похожа. Еще следует отметить, что для повышения ресурса и надежности втулки стаба имеют канавки и приливы. Эти доработки позволили защитить втулки от механических повреждений.
Изделие получается простым, однако его функции достаточно важны. От состояния втулок зависит не только комфорт, но и качество работы самого стабилизатора. По этой причине нужно учитывать, что любые дефекты втулок являются основанием для их замены.
Как правило, замена требуется каждые 30-40 тыс. км. пробега или 5-6 лет. При этом специалисты рекомендуют менять за один подход все втулки, то есть даже если только один элемент вышел из строя. При осмотре важно очистить втулки от грязи, чтобы не пропустить дефектов и увеличить срок службы детали в том случае, если замена в данный момент не требуется.
Также замена нужна тогда, когда проявляются такие признаки:
Также отметим, что скрип втулок стабилизатора хоть и не является острой и опасной проблемой, однако сильно ухудшает комфорт эксплуатации ТС. По этой причине также практикуется замена втулок в том случае, если втулки стабилизатора скрепят.
Как заменить втулки стабилизатора
Итак, на начальном этапе важно понимать, на какой оси необходима замена (втулки заднего стабилизатора или передние втулки стабилизатора). При этом на практике чаще нуждаются в замене втулки переднего стаба, так что остановимся на этом более подробно.
Прежде всего, замена втулок переднего стабилизатора на разных моделях может несколько отличаться, однако общий порядок замены зачастую похож и не является сложным. Главное, подготовить необходимые инструменты.
Общий порядок действий, в рамках которых выполняется замена втулок переднего стабилизатора:
Кстати, что касается скрипов втулок, упомянутых выше, обычно втулки скрипят зимой на морозе или в жаркую сухую погоду. Причина — дешевизна материала, из которого изготовлены втулки или особенности конструкции авто. Также резина может твердеть на холоде, теряет эластичность и скрипит. Еще скрип указывает на критический износ втулки.
Обратите внимание, в ряде случаев владельцы пытаются избавиться от скрипов путем смазки втулок стабилизатора. Так вот, если нужна замена втулки стабилизатора по причине износа резины, то никакие смазки не помогут, так как деталь деформирована.
Если же замена резинок стабилизатора производилась недавно и они в хорошем состоянии, тогда можно рассчитывать на временный эффект после смазки. При этом важно понимать, что смазка способствует налипанию грязи и песка на втулку. Само собой, частицы абразива снижают ресурс втулки.
Также следует отметить, что втулки должны плотно обжимать стабилизатор. Если же соединение не такое надежное, стабилизатор может начать прокручиваться, скрип в этом случае только усиливается.
В подобной ситуации некоторые специалисты рекомендуют втулки стабилизатора задние или передние заменить на аналоги лучшего качества, установить новые полиуретановые втулки стабилизатора вместо резины и только в крайнем случае ограничиться смазкой. Однако если замена только что произведена, но скрип не пропал, нужно сначала активно эксплуатировать автомобиль дней 10-15. Бывает, что новые втулки притираются и скрипы пропадают.
Некоторые оригинальные втулки изнутри имеют тканевую вставку, то есть производители отдельно учитывают такие нюансы. Так или иначе, если никаких других вариантов нет, остается только смазка.
Для этих целей необходимо использовать смазки, устойчивые к смыванию. Оптимально – силиконовые смазки (Литол-24, Molykote PTFE-N UV и т.д.). Такие смазки универсальные, их можно применить для втулок, в качестве смазки направляющих суппортов и т.д.
Главное, не использовать агрессивные к резине смазки, так как они разрушают втулки. Также отметим, что еще некоторые крупные автопроизводители выпускают втулки стабилизатора с пыльниками, которые защищают внутреннюю поверхность втулки от грязи, пыли, воды и т.д. Если есть возможность купить нечто подобное на свой автомобиль, настоятельно рекомендуется останавливаться на таких вариантах, даже если они дороже.
Подведем итоги
Как видно, втулка стабилизатора заднего или втулка стабилизатора переднего является простым элементом как в плане конструкции, так и в плане замены. При этом втулка стойки стабилизатора и втулка самого стабилизатора отличаются, так что важно не перепутать данные элементы при подборе нужных запчастей.