Які сили діють на деталі підвіски?

Якщо розкласти підвіску сучасного автомобіля за силами, які діють на окремі її елементи – вийде багатотомне видання, яке не під силу для розуміння звичайному автолюбителю. Тому для наочності розглянемо спрощений варіант незалежної підвіски системи Макферсона, де маточина кріпиться до кузова одним поперечним важелем і стійкою з амортизатором.

Згідно з Третім законом Ньютона (сила дії дорівнює силі протидії), загальна маса автомобіля розподілена між чотирма його колесами, при цьому сила, що діє на кожне колесо, спрямована від поверхні, на якій стоїть (або рухається) автомобіль. Точкою прикладання цієї сили при цьому є центр площі плями контакту шини з дорожнім покриттям. Якщо прийняти, що підвіска автомобіля справна, колеса відбалансовані і кути розвалу-сходження відповідають нормі, то цей центр площі плями контакту буде розташований на осі симетрії колеса за його шириною. Туди ж повинна опускатися і вісь стійки амортизатора, на якій розташовані кріплення рульових тяг (наконечників).

Таким чином, сила, що дорівнює частці маси автомобіля, яка припадає на будь-яке з його коліс, спрямована від землі, і точка прикладання цієї сили – центр симетрії колеса за шириною. З огляду на конструкцію підвіски, зазначена сила створює моменти на маточинний підшипник, важіль (розтягнення) і стійку з амортизатором (стиснення).

І конструктор, який розробляє вузли підвіски автомобіля, ретельно прораховує всі ці моменти, враховуючи в розробці, зокрема, маточини, важеля, стійки амортизатора, кульової опори, наконечників рульових тяг тощо. Запас міцності, безумовно, закладається, але, як правило, цей запас має тенденцію до зменшення, оскільки його збільшення веде до збільшення собівартості підвіски загалом.