Навіщо їздити на трьох колесах: Стабілізатор

Якщо у вас в квартирі скаче напруга, то знайомий електрик порадить встановити стабілізатор. У літака стабілізатором називається вертикальне хвостове оперення. А в машині він навіщо?

Зрозуміло, що в даному випадку мова йде не про потоки повітря і не про стабілізацію напруги, а про стабілізацію кузова автомобіля. Якщо точніше, то про протидію кренам у поворотах. Навіщо потрібен стабілізатор і що він з себе представляє? Конструктор автомобіля відомої англійської марки принципово відмовився від застосування стабілізаторів у своїй конструкції, прокоментувавши це наступним чином: "Є маса сучасних машин зі стабілізаторами, які задирають у повороті одне з коліс. Але я роблю чотириколісні автомобілі, і я хочу, щоб у віражах вони їхали на всіх чотирьох колесах! "

Несподівана заява! Ви бачили, як автомобілі їздять у віражах на трьох колесах? Розберемося в цій ситуації і з'ясуємо, яким боком у цій загадковій історії замішаний стабілізатор.

Ще на зорі автомобілебудування конструктори помітили, що в крутому повороті кузов машини сильно крениться і вона катастрофічно втрачає стійкість. Чому так відбувається? Спробуємо пояснити якомога простіше. Колеса їдуть дорогою, а кузов пов'язаний з ними через підвіску, тобто покоїться на гвинтових пружинах або листових ресорах. Під дією відцентрових сил у віражі відбувається перерозподіл ваги і зовнішня частина машини стає важчою за внутрішню. Тиск на зовнішні колеса збільшується, і їхні шини перевантажуються, а на внутрішні зменшується, і їхні шини залишаються недовантаженими. Чи можна якось утримувати кузов від завалювання, стабілізувати чимось його положення щодо дороги?

Довелося винаходити спеціальний пристрій, який допоміг вирішити це завдання. Сталося це в 30-х роках у США (а ось хто саме винайшов цю штуковину, історія, як кажуть, замовчує). Там стали з'являтися суперкомфортабельні, а значить, з дуже м'якою підвіскою, автомобілі (до того ж з досить потужним двигуном). Крени кузова у таких «дредноутів» у поворотах стали просто загрозливими. Так і перевернутися недовго! Якщо пофантазувати, то можна уявити собі силача, який сидить десь під капотом вашої машини і, щосили впираючись, протистоїть крену кузова. Куди йому впиратися - ось у чому питання. Не в дорогу ж! Автомобіль їде, а вона рухається назустріч! Як тільки кузов машини починає кренитися в повороті, кмітливий силач впирається в так звані непідресорені частини підвіски, тобто в її важелі. Вони разом з колесом відносно поверхні тримаються досить стабільно.

Якщо заглянути в автомобільний довідник і знайти там науковий опис стабілізатора, то ми дізнаємося наступне. Стабілізатор поперечної стійкості - це пристрій у підвісці автомобіля, що забезпечує за рахунок свого внутрішнього опору зменшення крену кузова і підвищення стійкості при впливі бічних сил. Тобто в повороті. Найчастіше застосовується торсійний стабілізатор у вигляді стрижня, закріпленого на підвісці ліворуч і праворуч і зменшує боковий крен кузова за рахунок скручування (закручування) своєї середньої частини. Стабілізатор виготовляється у вигляді U-подібної штанги або опори, а кінці її часто роблять плоскими. Точки монтажу до нижніх або верхніх важелів підвіски зазвичай знаходяться на крайньому видаленні один від одного. Тоді сам стабілізатор можна зробити менше в діаметрі. А це - економія ваги. Конструкторам автомобілів постійно доводиться вирішувати одну і ту ж задачу: як закріпити стабілізатор до важелів підвіски і до кузова. Кріплення має бути шарнірним, і звідси невикорінений недолік - знос. І прості гумові втулки, і мудрені, а значить, дорогі «кістки», або кронштейни з шарнірами, мають обмежений термін служби. Вони повідомляють про люфт, що утворився в них, постукуванням при проїзді на невеликій швидкості досить дрібних нерівностей.

Задня підвіска зажадала встановлення свого стабілізатора. Таким чином, на сучасних легкових автомобілях сьогодні можна виявити вже передній і задній стабілізатори поперечної стійкості.

Виявилося, що стабілізатор абсолютно не заважає роботі амортизаторів, пружин або ресор при рівному прогині підвіски з обох сторін. Половина зусиль стабілізатора діє, коли одне з коліс провалюється в яму або наїжджає на купину. Цим можна знехтувати. Повний опір крученню (ось що важливо!) відповідає взаємно протилежним переміщенням важелів підвіски і кузова, тобто якраз у повороті. А це якраз те, що потрібно!

Але не все так просто, як здається. Виявилося, що внесення додаткового упругого елемента в конструкцію підвіски впливає на її роботу. А значить, впливає на характеристики керованості автомобіля - точніше, на його повертаність. Конструктор повинен збалансувати жорсткість переднього і заднього стабілізаторів, щоб забезпечити машині повертаність, близьку до нейтральної.