Зміст: Поперечні важелі ↡ Нижній кульовий шарнір ↡ Амортизатор ↡ Підрамник ↡ Рульове керування із зубчастою рейкою ↡ Терміни геометрії підвіски ↡ Нове рульове управління ↡
Мал. 7.1. Передня підвіска: 1 – лонжерон кузова; 2 – несуча балка; 3 – чашка амортизатора; 4 – верхній поперечний важіль; 5 – поворотний кулак; 6 – амортизатор; 7 – гальмівний диск із супортом; 8 – нижній поперечний важіль; 9 – кручена пружина; 10 – корпус зубчастої рейки кермового керування; 11 - вал рульового управління з шестернею; 12 – брудозахисний чохол кермової тяги; 13 - ліва рульова тяга
Конструкція передньої підвіски автомобіля Mercedes-класу представлена на рис. 7.1. Застосування сучасної двоважелевої конструкції дозволило покращити комфорт, що спрямовує функцію підвіски та повертаність автомобіля. Кожне переднє колесо має незалежну підвіску до кузова.
Передня підвіска на здвоєних поперечних важелях. Подібна схема замінила амортизаторну стійку попередньої моделі. Вона застосовується також на моделях S- та С-класу. При цій схемі амортизатор та пружина встановлені окремо. Завдяки здвоєним важелям амортизатори звільнені від функції напрямку передніх коліс, що дозволяє їм краще виконувати основне завдання – демпфування коливань.
Поперечні важелі
Напрямок кожного переднього колеса здійснюється двома (верхнім та нижнім) трикутними поперечними важелями. Верхній важіль 4 (див. рис. 7.1) з'єднаний безпосередньо з кузовом через великий гумометалевий шарнір, а нижній важіль закріплений на балці, що несе 2 передньої підвіски.
Нижній кульовий шарнір
Віта пружина 9 і амортизатор 6 спираються на кузов через так званий нижній кульовий шарнір, який має характеристику, що змінюється пружності, і стають більш твердими з наростанням сили демпфування.
Амортизатор
Окреме розташування амортизатора визначає чітку поведінку колеса під час відпрацювання дорожніх нерівностей. Результат роздільного положення пружини та амортизатора добре помітний практично. Наприклад, при прямолінійному русі чи бічному вітрі. Mercedes E-класу не відхиляється на кожну колійність на дорозі і трохи відхиляється з курсу при раптовому пориві вітру.
Прораховані на комп'ютері гумові елементи передньої підвіски з двоважелевою схемою (латинське позначення DQ) допускають зміну напрямків коліс тільки в певних межах і тим самим суттєво покращують стабільність поведінки автомобіля при гальмуванні та проходженні поворотів. Таким чином, при амортизації кути розвалу та сходження коліс суттєво не змінюються, що позитивно позначається на характеристиці опору коченню та зносу шин. Геометрія підвіски в поєднанні з еластокінематикою двоважелевої схеми гарантують нейтральну або легко кориговану поворотність автомобіля, що є для забезпечення активної безпеки незаперечним принципом фірми Mercedes-Benz при конструюванні шасі.
Підрамник
На відміну від інших легкових моделей Mercedes нижні поперечні важелі та кермовий механізм Е-класу закріплені на балці, що несе передньої підвіски, що має форму рами. Цей так званий підрамник у свою чергу привернуть до передніх лонжеронів кузова та полегшує при складанні автомобіля установку двигуна та передньої підвіски. Крім того, він підвищує захист пасажирів при лобовому ударі та служить для відокремлення ходової частини від кузова. Таким чином, завдяки підрамнику в салон менше передаються коливання та шуми під час руху. На самому підрамнику змонтовані опори двигуна та кермо.
Рульове керування із зубчастою рейкою
Мал. 7.2. Рульове керування: 1 – поворотний кулак; 2 – права рульова тяга; 3 – корпус зубчастої рейки; 4 – вал кермового управління (з двох частин); 5 – насос гідропідсилювача
Новинкою в конструкції є встановлення нижніх поперечних важелів у напрямку вперед. Крім цього, була проведена ще одна модернізація - рейкове кермове управління з гідропідсилювачем замінило передню схему кермового управління типу "гвинт-гайка", яка більше не відповідала перспективній концепції фірми Mercedes-Benz щодо полегшення конструкції. У новій конструкції кермового управління (рис. 7.2) тепер немає сошок, проміжних важелів, пластини жорсткості та елементів кріплення. Рульові тяги з'єднані з кермовим механізмом без проміжних обхідних елементів. Конструкція, таким чином, забезпечує коректну та точну керованість.
Мал. 7.3. Схематичне зображення сходження коліс
Мал. 7.4. Кути установки колеса: А – кут подовжнього нахилу; В – кут розвалу; С – кут поперечного нахилу
Терміни геометрії підвіски
Сходження коліс. Керовані колеса передньою частиною більше зведені один до одного, ніж задньої (мають ніби зустрічне кочення) (Мал. 7.3). Це вирівнює силу тертя між дорожнім покриттям та колесом, яка прагне направити ліве колесо у ліву сторону, а праве – у праву. Сходження перешкоджає вібрації коліс та односторонньому зносу шин. При проходженні повороту колесо, що йде по внутрішньому радіусу, більше подається в напрямку повороту для підтримки поворотного руху і зазнає більшого навантаження від впливу поворотного зусилля, ніж колесо зовнішнього радіусу, таким чином, кут сходження змінюється на протилежний (колеса задньою частиною зведені ближче один до одного).
Розвал. Визначає нахил передніх коліс у вертикальній площині (рис. 7.4, В). Розвал коліс зменшує вплив дорожніх нерівностей на кермо, знижує зусилля на кермі і силу тертя коліс об дорожнє полотно.
Кут поперечного нахилу осі повороту колеса. Кут між віссю повороту колеса та вертикаллю (див. рис. 7.4, С). Якщо продовжити лінію цієї осі до землі та визначити відстань від неї до центральної точки контакту колеса з дорогою, то виходить плече обкатки. Воно має бути якнайменшим, щоб зменшувати вплив побічних сил на управління. Кут поперечного нахилу разом з кутом поздовжнього нахилу впливають на те, що при повернутих колесах автомобіль трохи піднімається, а при відпусканні кермового колеса передні колеса самі повертаються в середнє положення.
Кут поздовжнього нахилу осі повороту колеса. Кут між віссю повороту колеса побачивши збоку і вертикаллю (рис. 7.4, А). Завдяки куту поздовжнього нахилу по відношенню до передніх колес застосовується тягове зусилля, що не штовхає. Саме тому колеса прагнуть збереження прямолінійного становища.
Нове рульове управління
У новій конструкції кермового управління тепер немає сошок, проміжних важелів, пластини жорсткості та елементів кріплення. Рульові тяги з'єднані з кермовим механізмом без проміжних обхідних елементів. Завдяки цьому не лише полегшується монтаж, а й знижується маса. Конструкція забезпечує коректну та точну керованість. Завдяки кріпленню кермового керування до підрамника через пружні елементи значно знижується передача нерівностей дорожнього полотна на кермо, так що нова конструкція, крім інших переваг, підвищує і комфорт. Оскільки кермовий механізм розташований швидше у внутрішній частині підрамника, інженери фірми Mercedes розробили вал рульового керування з двома хрестовими шарнірами. Вони вирівнюють деяке осьове зміщення між кермовим механізмом і кермовим валом, а також служать для зниження коливань, які демпфуються вбудованим перший шарнір гасителем крутильних коливань. Другий шарнір з хрестовиною являє собою шарнір, що гойдається, що забезпечує можливість індивідуального регулювання положення рульової колонки по довжині і висоті, яка до того ж забезпечена електроприводом.