.jpg/1280px-Stabilisator_(Porsche).jpg)
Стабилизатор поперечной устойчивости ( рулонная штанга , стабилизатор поперечной устойчивости , стабилизатор поперечной устойчивости , стабилизатор поперечной устойчивости ) — деталь автомобильной подвески , способствующая уменьшению крена кузова транспортного средства при быстром прохождении поворотов или на неровностях дороги. Он соединяет противоположные передние или задние колеса с торсионной пружиной, используя короткие рычаги в качестве якорей. Это увеличивает жесткость подвески по крену — ее сопротивление крену в поворотах.
Первый патент на стабилизатор поперечной устойчивости был выдан канадскому изобретателю Стивену Коулману из Фредериктона, Нью-Брансуик , 22 апреля 1919 года. [1] [2]
Стабилизаторы поперечной устойчивости были необычными для автомобилей до Второй мировой войны из-за более жесткой подвески и устойчивости к крену кузова. Однако с 1950-х годов серийные автомобили чаще оснащались стабилизаторами поперечной устойчивости, особенно автомобили с более мягкой подвеской с винтовыми пружинами.
,_anti-roll_bar_-_Flickr_-_exfordy.jpg/1280px-Caterham_Roadsport_building_-_012_-_Steering_(almost),_anti-roll_bar_-_Flickr_-_exfordy.jpg)
Стабилизатор раскачивания или стабилизатор поперечной устойчивости предназначен для уменьшения бокового наклона (крена) автомобиля на поворотах, острых поворотах или больших неровностях. Хотя существует множество вариаций конструкции, цель состоит в том, чтобы заставить кузов транспортного средства оставаться как можно более ровным, заставляя амортизатор , пружину или тягу подвески противоположного колеса двигаться в том же направлении, что и то, на которое происходит удар.
При повороте автомобиль сжимает подвеску внешнего колеса. Стабилизатор поперечной устойчивости заставляет противоположные колеса также сжиматься, тем самым удерживая кузов в более ровном поперечном положении. Это имеет дополнительное преимущество, заключающееся в понижении центра тяжести во время поворота, что повышает его устойчивость.
Когда установлены как передние, так и задние стабилизаторы поперечной устойчивости, их совокупный эффект может помочь сохранить склонность автомобиля к крену в сторону общего уклона местности.
Стабилизатор поперечной устойчивости обычно представляет собой торсионную пружину, закрепленную для предотвращения кренов кузова. Обычно он состоит из цилиндрического стального стержня U-образной формы, который соединяется с корпусом в двух точках вдоль его более длинной центральной части и на каждом конце. Когда левое и правое колеса движутся вместе, штанга просто вращается в своих центральных точках крепления. Когда колеса движутся относительно друг друга, силы кручения заставляют стержень скручиваться.
Каждый конец стержня соединен с концевым звеном через гибкое соединение. Тяга, в свою очередь, подключается к точке рядом с колесом или осью, передавая силы с сильно нагруженной стороны подвески на противоположную.
Таким образом, силы передаются:
Штанга противостоит скручиванию благодаря своей жесткости. Жесткость стабилизатора поперечной устойчивости пропорциональна жесткости материала, четвертой степени его радиуса и обратной длине плеч рычага (т. е. чем короче плечо рычага, тем жестче стержень). Жесткость также связана с геометрией точек крепления и жесткостью точек крепления стержня. Чем жестче штанга, тем больше силы требуется для перемещения левого и правого колеса относительно друг друга. Это увеличивает количество силы, необходимой для поворота тела.
При повороте подрессоренная масса кузова автомобиля создает боковую силу в центре тяжести (CG), пропорциональную боковому ускорению. Поскольку центр тяжести обычно не находится на оси крена, боковая сила создает момент вокруг оси крена, который стремится перевернуть тело. (Ось крена — это линия, соединяющая передний и задний центры крена [4] ). Этот момент называется ролл-парой.
Паре кренов противодействует жесткость кренов подвески, которая зависит от жесткости пружин автомобиля и стабилизаторов поперечной устойчивости, если таковые имеются. Использование стабилизаторов поперечной устойчивости позволяет конструкторам уменьшить крен, не делая пружины подвески более жесткими в вертикальной плоскости, что позволяет улучшить контроль над кузовом при меньшем ухудшении качества езды .
Одним из последствий наклона кузова для типичной геометрии цельной подвески является положительный развал колес на внешней стороне поворота и отрицательный на внутренней, что снижает их сцепление с дорогой на поворотах (особенно с шинами с поперечным кордом). [ нужна цитата ]
Стабилизаторы поперечной устойчивости выполняют две основные функции. Во-первых, уменьшить худобу тела. Это зависит от общей жесткости автомобиля по крену. Увеличение этой жесткости не меняет передачу общей нагрузки (веса) в установившемся состоянии от внутренних колес к внешним, а только уменьшает наклон кузова. Общая боковая передача нагрузки определяется высотой центра тяжести и шириной колеи.
Другая функция стабилизаторов поперечной устойчивости — настройка управляемости автомобиля. Недостаточную или избыточную поворачиваемость можно уменьшить, изменив соотношение общей жесткости крена, исходящей от передней и задней оси. Увеличение его спереди увеличивает долю общей передачи нагрузки, на которую реагирует передняя ось, и уменьшает ее сзади. В общем, это приводит к тому, что внешнее переднее колесо движется под сравнительно большим углом увода, а внешнее заднее колесо — под сравнительно меньшим углом увода, что увеличивает недостаточную поворачиваемость. Увеличение доли жесткости крена на задней оси имеет противоположный эффект, уменьшая недостаточную поворачиваемость.
Поскольку стабилизатор поперечной устойчивости соединяет колеса на противоположных сторонах автомобиля, он передает силу удара одного колеса на противоположное колесо. На неровном или разбитом асфальте стабилизаторы поперечной устойчивости могут вызывать резкие движения тела из стороны в сторону (ощущение «ковыляния»), интенсивность которых увеличивается с увеличением диаметра и жесткости стабилизаторов поперечной устойчивости. Другие методы подвески могут задержать или ослабить этот эффект соединительной перекладины.
Чрезмерная жесткость при крене, обычно достигаемая слишком агрессивной настройкой стабилизатора поперечной устойчивости, может привести к отрыву внутренних колес от земли во время крутых поворотов. Это можно использовать с пользой: многие переднеприводные серийные автомобили поднимают заднее колесо при резком повороте, чтобы перегрузить противоположное колесо, ограничивая недостаточную поворачиваемость .
Некоторые стабилизаторы поперечной устойчивости, особенно предназначенные для использования в автогонках , регулируются снаружи, пока автомобиль находится в яме, тогда как некоторые системы могут регулироваться водителем в реальном времени изнутри автомобиля, например, в Super GT . Это позволяет изменять жесткость, например, увеличивая или уменьшая длину плеч рычага в некоторых системах или поворачивая плоское плечо рычага из жесткого положения с ребром в более гибкое положение с плоской стороной в других системах. системы. Это позволяет механику регулировать жесткость крена для различных ситуаций, не заменяя весь руль.
Стойка МакФерсон — распространенная форма подвески со стойками. Это была не первая попытка создания подвески со стойками, но в оригинальном патенте Макферсона стабилизатор поперечной устойчивости является неотъемлемой и важной частью подвески в дополнение к своей обычной функции по контролю крена кузова. Подвеска со стойками, подобная подвеске Макферсона, требует шарнирного нижнего элемента между шасси и ступицей колеса для управления положением колеса как внутрь, так и наружу (контролируя колею), а также вперед и назад. Это может быть обеспечено поперечным рычагом с рядом шарниров или использованием дополнительной радиусной тяги . В конструкции Макферсона поперечный рычаг был заменен на более простой и дешевый рычаг управления гусеницей с одним внутренним шарниром для управления гусеницей. Положение вперед и назад контролировалось посредством стабилизатора поперечной устойчивости. В целом это потребовало более простого и дешевого набора элементов подвески, чем с поперечными рычагами, что также позволило снизить неподрессоренную массу .
Поскольку стабилизатор поперечной устойчивости необходим для управления положением колес, стойки подвески со стойками МакФерсон могут быть соединены через шаровые опоры. Однако многие более поздние подвески со стойками МакФерсон вернулись к использованию поперечных рычагов, а не к упрощенному рычагу управления гусеницей оригинальной конструкции.
Были предложены различные способы отсоединения стабилизатора поперечной устойчивости. Первым серийным автомобилем, в котором использовался полуактивный стабилизатор поперечной устойчивости, был Mitsubishi Mirage Cyborg 1988 года выпуска. Двухрежимная подвеска 16-клапанной модели с турбонаддувом имеет гидравлический привод, управляемый с помощью приборной панели, встроенный в тягу переднего стабилизатора поперечной устойчивости, что позволяет ей переключаться между спортивным и туристическим режимами. [5] Jeep Wrangler (JK, JL) и Jeep Gladiator (JT) также оснащены переключаемым разъединителем на моделях Rubicon, позволяющим увеличить шарнирность колес для езды по бездорожью.
Первой активной системой стабилизатора поперечной устойчивости была Citroën SC.CAR (Systeme Citroën de Contrôle Actif du Roulis), дебютировавшая в 1994 году на Xantia Activa , европейском седане среднего размера. [6] ЭБУ подвески может усилить стабилизатор поперечной устойчивости во время крутых поворотов, сводя крен кузова до 2 градусов.
В системе Mercedes-Benz S-Class Active Body Control отсутствует стабилизатор поперечной устойчивости, вместо этого используются датчики для определения поперечной нагрузки, поперечной силы и разницы в высоте в стойке подвески, которые затем гидравлически поднимают или опускают пружину для противодействия крену.
Toyota также использует [ когда? ] механическая система, называемая кинетической динамической системой подвески (KDSS), которая по сути отключается [ как? ] стабилизаторы поперечной устойчивости на бездорожье, что обеспечивает лучшую маневренность автомобиля и качество езды.
