Зачастую наши дороги настолько не могут похвастаться ровным покрытием. Чтобы немного сгладить ощущения от неожиданных кочек и ям, были придуманы подвески. Они осуществляют связь между кузовом, передними и задними колёсами, уменьшают вибрацию.
Разные подвески выполняют одну и ту же функцию, но отличаются своей конструкцией. Существует мнение, что одни подвески лучше использовать в , другие - в компактных авто. Так как же устроена автомобильная подвеска, и какие ее виды существуют?
Элементы конструкции подвески:
- гасящее устройство;
- направляющий элемент;
- опора колеса;
- упругий элемент;
- детали крепления;
- стабилизатор поперечной устойчивости.
Один элемент может выполнять несколько функций, к примеру, многолистовая рессора служит и упругим элементом, и направляющим, и . В современных автомобилях функции составляющих распределены, а сами составляющие имеют сложную конструкцию.
Элемент обеспечения упругости выравнивает связь между кузовом и дорогой. В этом участвуют рессоры, пружины и торсионы. >Пружины могут быть одинакового диаметра с обеих сторон, и иметь одинаковый диаметр прутка. Пружины, у которых диаметр разный, называют пружинами с переменной жесткостью. В центр пружины помещают резиновый отбойник, который помогает сгладить неровности в случае полного сжатия пружины.
Что можно сказать о рессорах? Рессоры - это стянутые между собой металлические полосы разной длины. Рессоры бывают:
- листовые (эллиптические, полуэллиптические, 3/4-эллиптические, четверть-эллиптические, поперечные),
- торсионные,
- пружинные.
Торсионы представляют собой металлическую трубу, в которой находятся скручивающиеся стержни. Они ограничены амортизаторами, поэтому действуют усилием на раскручивание.
Сюда же можно добавить пневматический и гидропневматический элементы. В основе первого лежит применение особенностей воздуха. Второй представляет собой герметичный баллон, в котором содержится газ и рабочая жидкость. В дороге он поднимает либо опускает кузов.
Элементы распределения направления силы выполняют функции равномерного распределения колёс относительно кузова, прикрепляют подвеску и передают кузову усилие. Представляют собой сдвоенные рычаги, а также рычаги поперечной и продольной установки.
Амортизатор (гасящий элемент) служит для снижения вибраций и имеет конструкцию металлической трубки. Амортизаторы делятся на однотрубные и двухтрубные. По действию различают газомасляный, масляный и пневматический амортизаторы.
При помощи резинометаллических втулок, болтовых соединений и шаровых опор происходит крепление элементов. Для распределения нагрузки по бокам на поворотах применяется штанга, которая присоединяет рычаги колёс, что и представляет собой элемент стабилизации поперечной устойчивости.
Типы подвески
В первую очередь все подвески можно поделить на зависимые и независимые.
Видео о типах подвески автомобиля:
Зависимая подвеска
Представляет собой плотное совмещение противоположных колёс при помощи жёсткой балки. В случае перемены положения одного колеса происходит смещение и второго. Широко используется на протяжении многих лет. Упругими элементами и направляющими сначала выступали рессоры, но на современных моделях их функцию заменяют два продольных рычага, а боковые силы приходятся на поперечную тягу Панара.
Стоит обратить внимание на ряд преимуществ такой конструкции, которые не сразу бросаются в глаза. К ним можно отнести:
- малый вес;
- постоянство колеи и развала;
- высокий центр поперечного крыла.
Такая подвеска выгодно отличается тем, что имеет хорошее сцепление с дорогой на прямой поверхности при любых условиях. К минусам можно отнести вероятность заносов на поворотах. Также сцепление падает, если возникает яма на пути одного колеса. Управлять автомобилем сложно из-за тяги Панара. Так как скрещиваются продольные рычаги, осуществлять поворот тяжело.
Зависимая подвеска применяется чаще всего в качестве задней подвески во внедорожниках и в грузовых моделях.
Имеет между колёсами и более сложную конструкцию. Примером служит подвеска на продольных рычагах.
Колесо присоединяется к рычагу и крепится шарнирами к кузову. При этом довольно прочный продольный рычаг с широкой опорной базой обуславливает чёткую параллельность колёс. Втулки уменьшают удары, наклоны на поворотах происходят одновременно с кузовом, центр крена располагается вровень с дорогой. Автомобиль стабильно управляем на прямой дороге, но при повороте скорость надо занижать.
Торсионно-рычажная
Такая полузависимая подвеска объединяет предыдущие две. Торсион применяется в такой подвеске в качестве элемента упругости. С одной стороны торсион закреплён на раме, с другой - на движущем элементе. Торсионная балка работает под давлением от скручивания. Сечение торсиона может быть квадратным или круглым.
Такая подвеска привлекает компактностью и удачно используется в небольших автомобилях, хотя в этом случае центр крена находится ниже, чем при использовании зависимой подвески. При такой подвеске колесо более наклоняется к внешнему повороту.
Макферсон
Распространенный тип ходовой. Другие названия - «подвеска Чемпена» и «качающаяся свеча». Так как моторные отсеки относительно небольшие, небольшие размеры дают макферсону преимущество.
Макферсон применяется и колёсах. Изготовление его дешево, он компактен, обладает большим расстоянием между опорными узлами (это снижает силы там, где крепится кузов).
Минусы этого устройства. Развал меняется, если большой ход, присутствуют дорожные шумы, возникает трение между штоком и направляющей. Конструкция больше подходит для хороших дорог, потому что на брызговик крыла и кузов происходит передача усилия, и это особенно заметно на кочках.
Двухрычажная
Еще в 30-е годы такая подвеска применялась на спортивных автомобилях. Два поперечных рычага крепятся к кузову или подрамнику. При такой конструкции комфортно регулировать угол наклона рычага, определяя высоту крена, менять развал и колею. Колёса имеют возможность быть независимо вертикальными при преодолении неровностей.
Недостатком является, пожалуй, большое количество элементов.
Многорычажная
Эта подвеска унаследовала лучшие качества двухрычажной предшественницы: плавность автомобиля и лёгкость в управлении. В легковой машине многорычажная подвеска располагается на задней оси. Модели Audi используют многорычажный механизм на передней оси. Чаще всего такая технология применяется в дорогих моделях.
Дороговизна изготовления перекрывается отсутствием шума и удобством управления. Являясь следующей ступенькой развития после двухрычажной, такая подвеска имеет в устройстве не менее четырёх рычагов, что обеспечивает независимость продольной и поперечной регулировки. Механизм состоит из подрамника, поперечного, продольного рычага, ступичной опоры, амортизатора, пружины и стабилизатора поперечной устойчивости.
Недостатком считается не самая лучшая фильтрация неровностей и сложность конструкции.
Ваш выбор
В заключение хотелось бы выбрать самую надежную подвеску. Однако однозначно выделить какую-то конструкцию нельзя, каждая обладает рядом положительных и отрицательных качеств. Двухрычажные и многорычажные подвески более универсальны. Макферсон лидирует по кинематике. Зависимая подвеска требует специфических условий и подойдет не всегда. Внедорожники с зависимой подвеской будут чувствовать себя увереннее на небольшой скорости на асфальтированной дороге. Выбор зависит от модели, целей, для которых выбран автомобиль, предпочтений и навыков водителя и финансовых возможностей.
Ни для кого не секрет, что подвеска – одна из самых главных деталей в автомобиле, влияющих на такие важные параметры, как управляемость, плавность хода и устойчивость автомобиля в целом. Сегодня мы постараемся разобраться в том, какие типы подвесок существуют и для каких автомобилей они подходят лучше всего.
Теория
Для начало нам необходимо понять, на что именно влияет конструкция подвески? Изначально подвеска отвечает за поведение колеса во время сжатия и отбоя. Идеальным считается случай, когда траектория движения колеса всегда остается перпендикулярным дороге – именно в этом случае пятно контакта покрышки с поверхностью остается максимально возможным. Однако это не всегда так, как правило, в процессе сжатия подвески у колес меняется угол развала, а в случае прохождения поворота угол колеса меняется в месте с наклоном кузова. Как вы понимаете, в таком случае это приводит к уменьшению пятна контакта покрышки с поверхностью. Таким образом, именно строение подвески автомобиля напрямую влияет на сцепные свойства шин.
Всю подвеску в современных автомобилях можно разделить на три группы элементов:
- направляющие элементы – рычаги;
- упругие элементы – пружины и стабилизаторы;
- демпфирующие элементы – амортизаторы.
Все эти элементы в конечном счете сказываются на плавности хода автомобиля, а также его экономичности. Также не стоит забывать о том, какое влияние подвеска оказывает на уровень кренов автомобиля. За этот параметр в подвеске отвечают не пружины и амортизаторы, а рычаги. Именно от их расположения зависит центр поперечного крена, то есть точка, вокруг которой начинает накреняться кузов автомобиля.
Одними из самых главных параметров подвески является развал и схождение колес:
- Развал – это отклонение плоскости колеса от перпендикуляра, которым, по сути, является дорожное полотно. Если верхняя часть колеса завалена наружу, значит, угол развала положительный, если внутрь – отрицательный.
- Схождение – это угол между направлением движения и самой плоскостью вращения колеса.
Опираясь на эти факты, можно сделать вывод, что проектирование подвески – отнюдь не самая тривиальная задача. Инженерам необходима уйма времени, чтобы найти необходимый баланс между сильными кренами, управляемостью и комфортом. Теперь от теории перейдем к практике и посмотрим на основные типы подвески, применяемые сегодня.
Практика
На данный момент можно различить аж семь видов различных типов подвесок. Для лучшего восприятия мы посмотрим на каждый тип по отдельности.
Зависимая подвеска. Это тип подвески автомобиля – один из старейших, но тем не менее, успешно используется по сей день. Отличительная черта данного типа подвески – жесткая связь осей колес по средствам моста или обыкновенной балки.
Изначально в качестве упругих направляющих элементов зависимой подвески использовались рессоры, но в современных аналогах применяется специальная поперечина, которая удерживается по бокам продольными рычагами. Сегодня чаще всего такой тип подвески можно встретить на внедорожниках и недорогих переднеприводных автомобилях.
Многие считают, что эта подвеска не имеет преимуществ, по сравнению с современными аналогами, но это не совсем так. Зависимая подвеска очень проста, имеет крайне низкий вес и не нуждается в регулировке развала колес. Но есть и один существенный недостаток – нестабильность поведения на неровном покрытии, что может привести к заносу.
Полузависимая подвеска (торсионно-рычажная). Этот тип подвески имеет много общего с предыдущим вариантом. Но в отличие от зависимой подвески поперечина между колесами находится не на одной оси колес, а смещена ближе к опорам рычагов. Кроме того, сама поперечина в данном случае не только противодействует боковым силам, но и играет роль стабилизатора поперечной устойчивости. Отличить данную подвеску очень легко по типу сечения поперечины, которое обычно имеет U-образную форму.
Как и в случае с зависимой подвеской, данный тип не меняет угол развала на относительно ровном покрытии. Но как только дорога становится хуже или необходим поворот поперечина скручивается, тем самым препятствуя наклону колес.
На данный момент этот тип подвески является самым популярным и применяется во многих автомобилей компактного класса. Простота конструкции, стабильность на прямой дороге и солидная устойчивость в поворотах сделали её мегапопулярной. Единственный существенный недостаток этого типа – необходимость большего пространства для её размещения под днищем.
Подвеска на продольных рычагах. Данный тип подвески является самым простым представителем так называемых независимых подвесок. Каждое из колес держится на собственном рычаге, который к тому же должен противодействовать продольным и боковым усилиям. Сами понимаете, насколько крепким должен быть рычаг в такой подвеске.
Во время эксплуатации данного типа подвески существует ряд как положительных, так и отрицательных моментов. Например, колеса в такой подвеске вращаются строго в продольной плоскости, что отлично на идеально ровном покрытии. Но с другой стороны, на неровном покрытии и во время поворотов колеса накреняются вместе с кузовом, что уменьшает сцепные свойства шин.
Казалось бы, зачем такой неуклюжий тип подвески? Ответ банально прост – данный тип подвески занимает очень мало места на днище автомобиля, кроме того её конструкция очень проста.
Подвеска на двойных рычагах. Данный тип подвески разработан в 1930-х годах прошлого века, но несмотря на это она до сих пор используется в большинстве спортивных автомобилей. Колесо крепится к кузову или подрамнику при помощи двух рычагов. Кроме того, обычно верхний рычаг всегда делают немного короче, что в момент сжатия подвески заваливает верхнюю часть колеса внутрь. Это в свою очередь обеспечивает лучшее сцепление колеса с поверхностью во время прохождения поворота.
Но такая податливость имеет и обратную, негативную сторону. Например, во время торможения колеса также сжимаются, что приводит к ухудшению контакта. Кроме того, сама структура подвески требует большой высоты установки, по этой причине в основном применяется она только на передней оси.
MacPherson. Этот тип подвески – самый популярный на сегодняшний день. Конструкция Макферсона очень проста и компактна, что позволяет отдавать больше места подкапотному пространству. Конструкция подвески этого типа состоит из нижнего поперечного рычага и стойки амортизатора, который играет роль верхнего направляющего элемента. Это приводит к тому, что данный тип подвески лишился возможности изменять развал при стабильной колее. Зато при разработке очередного автомобиля на подвеске MacPherson есть возможность изначально задавать развал. Например, выдвинув нижний рычаг наружу, можно получить лучшее сцепление в поворотах. А сдвинув рычаг внутрь, можно обеспечить стабильность колеи, но ухудшить поведение в поворотах.
Главный недостаток данного типа подвески – повышенная нагрузка на стойку амортизатора, а также на место его крепления.
Подвеска на «косых» рычагах. Данный тип подвески сегодня уже практически не применяется, но тем не менее, по нашим дорогам ездит еще достаточно автомобилей, выпущенных в 1990-годах, когда данный тип подвески был сверхпопулярен.
Строение подвески очень простое, как и в случае с подвеской на продольных рычагах, в этом типе применяются также два, но косых рычага. На стадии разработки автомобиля инженерам было необходимо выбрать угол наклона и длину рычага, чтобы обеспечить нужные кинематические свойства подвески будущего автомобиля.
Чаще всего данный тип подвески можно было встретить на задней оси в автомобилях концерна BMW. Баварские инженеры сразу отметили одно очень важное свойство этой подвески – в случае резкого торможения, кузов максимально прижимается к земле, что делает поведение автомобиля более прогнозируемым. Кроме того, меняя различные параметры (о которых описано чуть выше), можно влиять на управляемость авто, делая его склонным, например, к избыточной поворачиваемости.
Многорычажная подвеска. Данный тип подвески был разработан с целью объединить в себе достоинства двухрычажной и подвески на косых рычагах. Другими словами, многорычажка представляет собой двухрычажную подвеску, в которую интегрировали продольные рычаги, которые должны утягивать колесо в момент сжатия. Обычно данный тип подвески применяется на задней оси. Если автомобиль переднеприводный, то её настраивают нейтрализацию недостаточной поворачиваемости, а если заднеприводный, то данный тип подвески противодействует избыточной поворачиваемости.
Главными недостатками данного типа подвески можно считать дороговизну конструкции и её сложность. По этой причине чаще всего её можно встретить только в дорогих автомобилях.
Итог
Подводить итоги и говорить, какая из подвесок является лучшей, крайне сложно. Все описанные конструкции имеют право на существование и применяются производителями для решения определённого круга задач.
- , 19 Окт 2015
В данной статье мы расскажем о различных видах подвески применяемых на автомобилях, расскажем о их конструктивных особенностях, плюсах и минусах эксплуатации в каждом конкретном случае. Конструирование подвески заключается в удалении четырех из шести возможных «степеней свободы» и оставлении двух оставшихся - вращения колеса, для передвижения и вертикального его перемещения для нашего комфорта на кочках.
На практике это невозможно, и связано прежде всего с отсутствием абсолютно жестких материалов. Очень трудно полностью устранить возможность поворота относительно поперечной и продольной оси. Конструкторы независимых подвесок на практике поняли, что лучше позволить изменяться развалу, но сделать его равным и направленным противоположно крену кузова, поскольку это сохраняет вертикальное положение колес при поворотах. Из всех типов подвесок, использовавшихся в 20 веке в конструкциях автомобилей, сейчас завоевали популярность и практичность только шесть основных решений.
Это многорычажная, двойные рычаги, MacPherson, продольный рычаг, продольные рычаги связанные поперечной балкой, торсионная балка. Из этих элементов только три последних (продольные рычаги связанные поперечной балкой, продольные рычаги и торсионные балки) применяются только для задних подвесок переднеприводных автомобилей, а остальные могут использоваться как впереди так и сзади, для любого из колес автомобиля.
В отличие от остальных "продольные рычаги, связанные поперечной балкой" и "торсионная балка" не совсем подходит для независимой подвески, их еще называют "полузависимыми" (вертикальное перемещение одного из колес влияет на перемещение противоположного).
Из редко применяющихся подвесок, без сомнения старейшей является осевая балка, с каждой стороны которой установлено по колесу. Сейчас применяются, как подвеска автомобилей на лонжеронных рамах (иначе говоря, в каталогах пишут, что это "жесткий мост" или "зависимая подвеска"). Такие подвески используют не для комфорта, а для того, чтобы они долго служили при эксплуатации автомобиля на пересеченной местности (или откровенного бездорожья).
Подвеска MacPherson
Более пространственная и структурно эффективная конструкция, чем подвеска на двойных поперечных рычагах (иными словами, появилась возможность устанавливать поперечные двигатели большей мощности и новыми коробками на автомобили с небольшими габаритами). Система передает нагрузки на каркас кузова через три отдельных и удобно расположенных точки (верхнюю поворотную «турель» самой стойки и две точки присоединения рычагов). Это дает возможность размещения двигателя без помех верхним опорам стоек.
Подвеска получается при соединении нижней части телескопической амортизаторной стойки к поворотному кулаку ступицы колеса. Нижняя часть стойки располагается поперечно выступающей части нижнего рычага или паре отдельных рычагов.
Стойка МакФерсон обеспечивает высокое расположение центра крена - обычно желательное - и поскольку стойка имеет большую длину, изменение развала колеса во время его вертикального перемещения или крена кузова незначительно.
У MacPeherson есть два недостатка.
1. центр крена может перемещаться на большое расстояние от своего статического положения во время поворота, что может привести к проблемам с управляемостью.
2. управление присоединенными к стойкам колесами вызывает поворот стоек, а это увеличивает усилие, прикладываемое к рулевому управлению, и требует использования верхнего поворотного устройства с низким трением. Подвеска типа MacPeherson используется на автомобилях ВАЗ с передним приводом начиная с восьмерок и по настоящее время.
Взади данную систему используют редко, спереди ее используют в подавляющем большинстве, на нее перешли даже такие брэнды, как Jaguar.
Задняя подвеска - стойка MacPherson с многорычажным механизмом. Стойка удерживает колесо вертикально, большой продольный рычаг обеспечивает продольную фиксацию, а два поперечных рычага фиксируют поперечные перемещения колеса и обеспечивают схождение колес.
Обычно в подвеске Макферсон используются винтовые пружины, установленные вокруг амортизаторной стойки, но это не единственный способ. В прошлом, например, Fiat использовал стойки MacPherson для задней подвески, в которой в качестве упругого элемента использовалась установленная снизу одна широкая листовая рессора.
Было выяснено, что установка пружин с небольшим смещением относительно амортизатора уменьшает проблему «жесткости», когда вертикальные силы, действующие на колесо, невелики. «Жесткость» - тенденция стойки не двигаться, пока не будет превышена пороговая сила, а затем начинать двигаться неожиданно – может приводить к неприятному чувству жесткости подвески на ровных дорогах.
Передняя подвеска. с широко расставленными нижними рычагами и рулевое управление в обычном положении, хорошо спрятанном с целью безопасности за поперечно расположенным двигателем.
Передняя подвеска с широко расставленные двойные рычаги с вытянутым вверх рычагом поворотного кулака. Винтовая пружина и телескопический амортизатор установлены раздельно (дает дополнительные возможности в настройке).
Подвеска состоит из двух раздвоенных рычагов, расположенных друг над другом, раздвоенные стороны которых крепятся к кузову, а противоположные концы с помощью шарниров к верхней и нижней частям поворотной цапфы. Ступица переднего колеса может поворачиваться вокруг двух шарниров при повороте.
Обычно только один из рычагов может иметь раздвоенную форму, другой может быть простым рычагом. Если рычаги одинаковой длины, то когда кузов кренится на повороте, угол развала такой же, как угол крена и устойчивость может сильно пострадать. Поэтому рычаги, обычно, делают различной длины, верхний рычаг короче. Это вызывает небольшое изменение развала при вертикальном перемещениях колеса, но при крене кузова на поворотах изменение развала фактически можно ликвидировать, по крайней мере, у сильно нагруженного наружного колеса относительно центра поворота.
Геометрия подвески на двойных рычагах может быть изменена не только изменением длины рычагов, но и углом наклона рычагов относительно горизонтальной плоскости, если смотреть спереди на неподвижный автомобиль. Оси, относительно которых вращаются рычаги и которые проходят через крепления рычагов к кузову, могут быть слегка наклонены относительно горизонтальной плоскости, а иногда также могут быль смещены крепления рычагов вперед или назад для того, чтобы создать вертикальные силы (против кивков и рысканья), действующие на кузов при торможении и ускорении, или «подправляют» геометрию для получения предпочтительного изменения развала при критическом маневре.
Для точного понимания, как будет вести себя подвеска в тех или иных ситуациях и какая нужна длина рычагов, помогают компьютеры и программы автоматизированного проектирования. Одно из преимуществ данной подвески более высокая устойчивость и управляемость на поворотах (мы говорим про переднюю подвеску), чем у подвески МакФерсон, но требует большего количества "человекочасов" и затрат на разработку и испытания, что удорожает автомобиль. Поэтому данный вид подвески используют на автомобилях Д-класса и выше и дорогих "имиджевых" автомобилях.
Взади такую подвеску сейчас применяют редко: либо амортизатор и пружина идут в одном комплекте (МакФерсон), либо используют дополнительные рычаги (многорычажная система).
Низкий рычаг с широко расставленными точками крепления, намного меньший верхний рычаг, ось которого составляет большой угол с продольной осью автомобиля, «лебединая шея» рычага поворотной цапфы, для более высокого размещения верхнего рычага, компактная пружина вокруг верхней секции амортизатора, стабилизатор поперечной устойчивости, соединяемый с нижней частью амортизатора, шарнирными звеньями, и вентилируемый дисковый тормоз с присоединенными к его концам шарнирными звеньями. Такая конструкция оставляет пространство для привода к передним колесам и является наиболее типичной подвеской на двойных рычагах.
Многозвенная подвеска
похоже на независимую подвеску на двойных поперечных рычагах, в которой каждый рычаг разрезан на два отдельных звена, иногда с добавлением пятого звена. Сейчас применяется для задних подвесок автомобилей "представительского" класса и некоторых автомобилей "С" класса.
Каждый рычаг и звено контролирует конкретный аспект поведения колеса, например изменение его развала или поперечного перемещения. Звенья могут быть сконструированы так, чтобы они могли работать совместно и все же не влияя друг на друга, а также им может быль придана определенная форма, чтобы освободить пространство, необходимое конструктору для интерьера кузова или других особенностей конструкции.
Процесс проектирования очень сложен, он может осуществляться только с помощью компьютера. Многорычажная подвеска очень дорога в производстве и обслуживании, но она самая "комфортная" для всех пассажиров. Большое количество звеньев, сайлент-блоков и шарниров отлично гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что сильно увеличивает шумоизоляцию автомобиля от колес. Тем не менее езда по пересеченной местности (по неровностям и колдобинам) данной подвеске нежелательны, т.к. легко могут вывести ее из строя, а обслуживание данного вида подвесок относительно дорого.
Задняя независимая многорычажная подвеска Jaguar Х-Type
Продольные рычаги
Самый простой способ создания независимой подвески - присоединение колеса к концу продольного рычага, который шарнирно прикрепляется к балке, прикрепленной поперек кузова автомобиля, фактически это конструкция подвески продольных рычагов.
Эта балка часто принимает форму поперечной трубы, которая действует как подрамник и воспринимает все боковые силы. Конструкция на продольных рычагах обеспечивает параллельность колес продольной линии автомобиля все время, не считая некоторого изгиба рычагов и деформации присоединительных втулок. Колеса наклоняются с углом развала, идентичным крену кузова на поворотах.
Некоторые конструкторы шасси приветствуют появляющееся при этом некоторое уменьшение силы сцепления задних шин, потому что появляется возможность уменьшения чрезмерной недостаточной поворачиваемости, хотя это и приводит к уменьшению общей силы сцепления на поворотах.
Втулки, которыми рычаги крепятся к балке сглаживают удары и вибрацию, передаваемую от колеса на кузов, ранее данный вид подвески использовался на автомобилях B-класса, что давало дополнительный объем под багажник и места пассажиров. Сейчас данная подвеска используется редко, вместо нее используют торсионную балку.
Задняя подвеска с продольными рычагами, вертикальными амортизаторными пружинными стойками.
Одна из наиболее широко распространенных в качестве задней подвески маленьких и среднеразмерных переднеприводных автомобилей, впервые появилась в середине 70-х.
Она состоит из двух продольных рычагов, соединенных с поперечной балкой, часть длины которой выполнена в виде небольшой буквы Н, которая сверху шарнирно прикрепляется к кузову, а колеса прикрепляются снизу. Сама поперечная балка полая внутри и может легко скручиваться, позволяя рычагам двигаться вверх и вниз независимо, в то время как остающаяся жесткость достаточна, чтобы удерживать рычаги на постоянном расстоянии.
Торсионная балка хороша с точки зрения пространственной эффективности, даже на небольших автомобилях можно сконструировать большой багажник и кузов для удобства пассажиров задних сидений. Она также дешева в производстве и обслуживании, легко устанавливается на автомобиль на сборочных линиях.
Один из самых больших недостатков: низкий комфорт пассажиров задних сидений из-за дополнительных вибраций, передаваемых на кузов от колеса и невозможность сделать "приличную" шумоизоляцию, что отрицательно сказывается на комфорт при езде на дальные расстояния.
Подвеска применяется на переднеприводных автомобилях ВАЗ начиная с 2108 и заканчивая Приорами.
Продольные рычаги, связанные поперечной балкой - одно из эволюционных направлений конструкторов, направленное на удешевление производства автомобилей (точно также, как и торсионная балка).
Как и с торсионной балкой, данная подвеска позволяет сделать большой кузов для пассажиров и багажник, она недорога в производстве и обслуживании, легко устанавливается на автомобиль.
Недостатки теже: тяжело сделать комфортной езду для пассажиров задних сидений на неровных дорогах. И вибрация, передаваемая от колеса через данную подвеску на кузов, что отрицательно сказывается на шумоизоляции.
Задняя подвеска Ford Fiesta
Из редко применяющихся подвесок, без сомнения старейшей является осевая балка, с каждой стороны которой установлено по колесу. (жесткий мост или зависимая подвеска)
Для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода часто вместе с осевой балкой устанавливается поперечная реактивная штанга (тяга Панара).
Основная задача данной подвески выдержать тяжелое бездорожье и большие нагрузки, также ее применяют для перевозки грузов и монтируют ее уже вместе с листовыми рессорами. Автомобили, на которые устанавливают данную подвеску, как правило не обладают скоростными качествами и комфортом, но обладают повышенной проходимостью.
Часто можно встретить на автомобилях с лонжеронной рамой, как задняя подвеска, применяется на автомобилях ВАЗ 2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107.
На вездеходах, обычно, устанавливается спереди и сзади.
Подвеска автомобиля – это слаженный механизм, состоящий из более мелких деталей. Создана была подвеска для того, чтобы неровности дороги не передавались напрямую от колес к кузову. Она является соединительным звеном между колесами и кузовом автомобиля и представляет собой часть шасси. Известны разные виды подвесок автомобиля.
Зачем нужна
Подвеска автомобиля нужна для механического соединения рамы или кузова автомобиля с колесами. Благодаря подвеске, неровности дороги не передаются на кузов, то есть подвеска отрабатывает удары колес и сглаживает их при передаче на кузов либо вообще не передает их. В конструкцию подвески входят упругие и направляющие элементы. Такой элемент подвески, как рессоры, которые устанавливались ранее на заднюю подвеску автомобиля, являлись одновременно и упругим и направляющим элементом. На данный момент подвеска автомобиля состоит из множества элементов, включая электронные устройства и датчики, что позволяет обеспечивать должный комфорт пассажирам автомобиля. Рессорная подвеска сейчас устанавливается только на грузовые автомобили, точнее, на карьерные самосвалы.
Классификация
Подвески настолько разнообразны, что их даже можно классифицировать по некоторым признакам.
Если брать в целом, то все виды подвесок легковых автомобилей делятся на две большие группы: зависимая подвеска и независимая. Они заметно различаются, но не имеют весомых преимуществ друг перед другом, чтобы можно было выявить однозначного лидера.
Независимая подвеска
Независимая подвеска получила свое название за то, что колеса одной оси не связаны между собой механически. То есть вполне возможно такое, что одно колесо крутится, а другое нет. Этот вид подвески был разработан позже зависимой подвески. Постоянные параметры, например такие, как схождение и развал колес, не имеют постоянного значения при работе подвески. Это значит, что во время отбоя подвески эти параметры временно нарушаются. Этот вид подвески наиболее дешев по сравнению с другими, поэтому чаще применяется на бюджетных автомобилях. Наиболее распространены такие типы независимой подвески, как, например, Мак-Ферсон или «многорычажная».
Зависимая подвеска
Эта подвеска подразумевает жесткую связь колес на одной оси. Движение одного колеса приводит в движение второе колесо. Это наиболее традиционный метод соединения колес, он известен еще со времен гужевых повозок.
Соединительная связь между колесами образуется посредством так называемой неразрезной балки. Минус этого вида подвески в том, что он несовершенен и на данный момент является устаревшим. Наезд на неровность одним колесом заставляет другое колесо менять угол наклона. Из-за этого на высоких скоростях может возникнуть отклонение оси. Если же зависимая подвеска применяется на ведущей оси, то на большой скорости также может возникнуть отклонение от проектируемой траектории движения. Применяется такая подвеска сейчас только на грузовиках и автобусах.
Модернизированная зависимая подвеска «Де Дион» лишена практически всех вышеназванных недостатков, но мало распространена из-за того, что для такой подвески нужно много места, так как необходима установка неразрезной балки. К тому же она имеет слишком высокую стоимость, что делает ее малоконкурентной.
Независимая подвеска с качающимися полуосями
Подвеска с качающимися полуосями отличается от остальных типов тем, что каждая из двух качающихся осей закреплена на шасси. Таким образом, каждое колесо всегда находится под углом 90 градусов к своей полуоси. Из-за этого создается эффект подрессоривания и подвеска становится несовершенной с кинематической точки зрения. Также существует зависимость схода и развала колеса, колеи от длины полуоси. Чем полуось длиннее, тем меньше зависимость. Из-за действия центробежной силы и несовершенства такой подвески в долгих поворотах возникает сила, направленная вверх, и она слегка «подбрасывает» ось вверх.
В качестве упругого элемента часто выступают поперечные рессоры либо пружины. Часто устанавливали такую подвеску на довоенные автомобили, так как они не развивали больших скоростей. По мере роста скорости такая подвеска становится некомфортной и опасной.
Со временем автомобили модернизировали и постепенно отказывались от такого типа подвески. Например, на «горбатом» запорожце использована именно такая подвеска, а на его преемнике ЗАЗ-966 использована модернизированная подвеска с использованием косых рычагов. В современном мировом автомобилестроении на легковых автомобилях такая подвеска не используется из-за ее несовершенства. Единственный грузовой автомобиль, на который до сих пор устанавливают эту подвеску - это Татра-815.
Подвеска типа «качающаяся свеча»
Является самой первой независимой подвеской. На современных автомобилях используется только на британских автомобилях спортивного типа.
Является предшественницей подвески типа Мак-Ферсон. Основой здесь является кулак поворотный, закрепленный пружиной. Имеет свободный ход вверх-вниз по трубчатой направляющей, намертво прикрепленной к раме автомобиля.
Езда на автомобиле с такой подвеской является очень жесткой и некомфортной. Именно из-за этого фактора, а также дороговизны, она не получила большого распространения.
Подвеска типа Мак-Ферсон
Подвеска типа Мак-Ферсон в отличие от свечной подвески дополнена нижним рычагом и имеет возможность качаться в поперечном направлении.
Является самой примитивной, но действенной и дешевой подвеской. Большинство бюджетных автомобилей оснащается именно такой простой, но надежной подвеской. Подвеска типа Мак-Ферсон первая по соотношению цена-качество. Отличается неубиваемостью и простотой обслуживания. Позволяет себя не обслуживать, не менять расходники. Например, при сроке службы поворотного кулака примерно 40–50 тысяч километров, такая подвеска спокойно может проехать и 200 тысяч километров.
Детали будут стучать, греметь, но автомобиль будет технически исправным и сможет продолжать движение. В конце службы, если за автомобилем не ухаживать, эта деталь просто развалится и машина остановится. Ремонт такой подвески несложный, поэтому, поменяв деталь, можно снова начинать движение – при поломке одной детали она не деформирует другие.
Активная подвеска
Активная подвеска – это подвеска, в которой по желанию водителя механически меняется клиренс и жесткость амортизаторов. Водитель, нажав на устройство управления подвеской, меняет также и режимы, например, спортивный, комфортный, нормальный.
Активная подвеска бывает трех видов: гидравлическая, гидропневматическая и самая распространенная пневматическая.
Пневмоподвеска еще в начале 2000-х годов начала использоваться на автомобилях марки Ситроен Ксара. В автомобилях среднего класса это был своеобразный прорыв. Но дальше в автомобильные массы он не пошел. Кроме таких мировых брендовых лидеров, как БМВ, Мерседес-Бенц и Ауди сейчас, пожалуй, только Ситроен серийно производит легковые автомобили с такой активной подвеской.
Работает подвеска на пневмобаллонах следующим образом: внутри пружины вместо стойки или амортизатора стоит пневмобаллон, содержащий воздух. В багажнике находится компрессор, с помощью которого в эти баллоны этот самый воздух поступает. Водитель внутри автомобиля может управлять подвеской с помощью тумблеров на панели. Накачал воздух в баллон – автомобиль поднялся. Спустил воздух – автомобиль опустился.
К плюсам пневмоподвески можно отнести неизменяющийся клиренс. То есть если даже в самом высоком положении машину загрузить пассажирами и грузом клиренс автомобиля не изменится. Также такая подвеска обеспечивает отсутствие кренов в поворотах и улучшенную управляемость.
Минусы такой подвески – это обязательная установка компрессора в багажнике, у которого небольшой срок службы, как и у пневмобаллонов. Долговечность работы компрессора напрямую зависит от климата – если в регионе высокая влажность воздуха, то при частой работе компрессора он выходит из строя. Такая подвеска стоит достаточно дорого, к тому же устанавливать ее должны профессионалы, а это и дорого и профессионалы есть не в каждом городе.
Пневмоподвеска может быть одно, двух или четырехконтурная. Одноконтурная способна опустить или поднять только весь автомобиль. Двухконтурная может опустить отдельно переднюю или заднюю ось. Четырехконтурная система способна изменять положение каждого колеса по отдельности.
Активная пневмоподвеска сейчас часто используется для тюнинга автомобилей. Молодые водители, желая выделить свой автомобиль из серой массы других, устанавливают такую подвеску на свои автомобили.
Видео
Обзор основных видов подвесок представлен в видеоматериале:
Подвеска является одной из самых важных составляющих транспортного средства. Именно к данному узлу приковано внимание массы инженеров и конструкторов. Типы автомобильных подвесок бывают различными, что зависит от стоимости автомобиля, привода и, конечно же, сегмента, занимающего моделью. Об этом далее в статье.
Система подрессоривания либо подвеска автомобиля — совокупность механизмов, узлов и деталей, которые играют роль соединительного звена между дорогой и кузовом автомобиля. Подвеска выполняет такие функции:
- Физически соединяет неразрезные мосты либо колеса с несущей системой авто — рамой либо кузовом.
- Подает на несущую систему моменты и силы, которые возникают в процессе взаимодействия колес с дорожным полотном.
- Обеспечивает нужный характер перемещения колес сравнительно рамы либо кузова, а также требуемую плавность хода.
Основными компонентами подвески являются:
- Компоненты обеспечения упругости.
- Компоненты распределения направления силы.
- Компоненты стабилизации поперечной устойчивости.
- Гасящий компонент.
- Крепеж.
Существует масса типов подвесок. Некоторые применялись ранее, другие используются и сейчас, поэтому мы рассмотрим те типы, которые в современном автомобилестроении получили наибольшее распространение.
Подвеска MCPherson, устройство, достоинства и недостатки
Данная вариация подвески была разработана инженером Эрлом Макферсоном в 1960 году. Названа в честь изобретателя. Ее основные составляющие:
- Рычаг.
- Стабилизатор поперечной устойчивости.
- Блок (состоит из пружинного элемента и телескопического амортизатора).
Еще одно название телескопического амортизатора — «качающаяся свеча», поскольку он крепится к кузову посредством шарнира и способен качаться, когда колесо перемещается вверх и вниз.
У данного типа подвески есть свои недостатки — существенное преобразование угла развала колес, однако он очень популярен благодаря простоте конструкции, надежности и демократической цене.
Подвеска двухрычажная, устройство, достоинства и недостатки
Одна из наиболее совершенных схем. Являет собой подвеску с двумя рычагами различной длины (короткий верхний и длинный нижний), что гарантирует машине минимальный износ покрышек и отличную поперечную устойчивость на дорожном полотне (поперечные перемещения колеса в целом несущественны).
Следовательно, каждое колесо воспринимает бугры и ямы независимо от остальных — это дает возможность сохранять нормальное сцепление покрышки с дорожным полотном и наибольшее вертикальное отношение к дороге.
Подвеска многорычажная, устройство, достоинства и недостатки
Данная вариация подвески немного похожа на двухрычажную систему, однако она гораздо совершеннее и сложнее. Неудивительно, что к ней перешли и все преимущества предыдущего типа. Это набор из шарниров, сайлент-блоков и рычагов, крепящихся на специальный подрамник. Большинство «сайлентов» и шаровых опор обеспечивает не только отличную плавность хода, а и превосходно гасят удары при резком наезде на любое препятствие. Кроме того, они снижают шум в салоне автомобиля от колес.
Такая схема позволяет достигнуть максимально лучшего сцепления покрышки с любым типом дорожного покрытия, отточенной управляемости и плавности хода. Преимущества многорычажной подвески:
- Оптимальная поворачиваемость колес.
- Малые неподрессоренные массы.
- Отдельные продольные и поперечные регулировки.
- Независимость каждого колеса от остальных.
- Хороший потенциал в условиях полного привода.
Единственный, но существенный недостаток «многорычажки» — высокая стоимость. Стоит отметить, что ранее данный вид подвески использовали лишь на представительских автомобилях. В наше же время ею оборудуют даже машины гольф-класса.
Подвеска адаптивная, устройство, плюсы и минусы подвески
Адаптивные подвески в корне отличаются от остальных вариаций. При создании такой схемы за основу была взята гидропневматическая подвеска, которая реализовывалась на автомобилях Mercedes Benz и Citroen. Однако тогда она была достаточно тяжелой, примитивной и занимала много места. Сегодня от всех подобных минусов конструкторы избавились, а единственный недостаток адаптивной подвески основывается на ее сложности.
Преимущества адаптивной подвески:
- Автоматическая адаптация под любое дорожное покрытие.
- Адаптация под определенного водителя.
- Принудительно изменяемое демпфирование.
- Отличная устойчивость.
- Высокая безопасность.
- Волновая раскачка на больших скоростях и минимальные крены кузова.
Разные концерны применяют свои схемы адаптивной подвески, однако их общие черты одинаковы. В любую адаптивную конструкцию входят такие компоненты:
- Электронные датчики — клиренса, неровной дороги и так далее.
- Блок управления ходовой секцией.
- Активные стойки амортизаторов.
- Стабилизаторы поперечной устойчивости (есть возможность регулировки).
Блок управления анализирует информацию, полученную от датчиков, после чего посылает команды на амортизаторы и стабилизатор. Все это происходит фактически моментально.
“Де Дион” подвеска, плюсы и минусы
Данная подвеска также названа в честь изобретателя (как и MCPherson), которым стал француз Альберт Де Дион. Назначение такого типа подвески — максимально уменьшить нагрузку (посредством отделения картера основной передачи) на задний мост авто. Если ранее он крепился непосредственно к балке моста, то сейчас картер закреплен на самом кузове.
Это дает возможность передавать крутящий момент путем полуосей, которые закреплены на ШРУСах. Однако избавиться от основных недостатков всех зависимых вариаций данной подвески не удалось. Например, фактически невозможно затормозить «без клевков», а в случае резкого старта автомобиль попросту «приседает» на задние колеса. Вопреки попыткам ликвидации данных недостатков посредством установки дополнительных компонентов (направляющих), несбалансированное поведение машины остается главной проблемой.
Задняя зависимая подвеска, подвеска классики
Данный тип является характерной чертой «классики» Жигулей. Особенность этой конструкции — цилиндрические винтовые пружины, которые играют роль упругих компонентов. На этих двух пружинах «висит» балка заднего моста, которая фиксируется к кузову путем четырех продольных рычагов.
Этот набор дополняет реактивная поперечная штанга, назначение которой улучшать показатели управляемости и гасить крены кузова.
Плавность хода и комфорт оставляют желать лучшего, в результате большого веса неподрессоренных масс и самого заднего моста. Это особенно актуального тогда, когда оказывается ведущим задний мост, поскольку к балке крепят картер главной передачи, редуктор и прочие элементы.
Полузависимая задняя подвеска, устройство, достоинства и недостатки
Эта схема получила большое распространение и применяется в конструкции множества современных полноприводных автомобилей. Представляет собой два продольных рычага, крепящиеся в центре к поперечине. Данный тип подвески имеет массу преимуществ:
- Малый вес.
- Небольшие размеры.
- Наилучшая кинематика колес.
- Простота в ремонте и обслуживании.
- Существенное уменьшение неподрессоренных масс.
Минус данной конструкции — невозможность использования на заднеприводных машинах.
Подвески внедорожника и пикапа, устройство, достоинства и недостатки
В разных моделях джипов конструкторы идут различными путями. Это зависит от назначения и веса внедорожника. Возможны три вариации применяемых подвесок:
- Полностью зависимая подвеска.
- Полностью независимый вариант.
- Передняя независимая и зависимая задняя схемы.
Задняя ось, как правило, оборудуется пружинной или рессорной подвеской в сочетании с неразрезными жесткими мостами. Рессоры применяются при создании тяжелых джипов и пикапов, поскольку они неприхотливы, надежны и способны выдерживать большие нагрузки. Помимо этого, такая схема достаточно дешево стоит, в результате чего рессорами оборудуют некоторые бюджетные авто.
Пружинная схема обладает длинноходностью и мягкостью. Она больше ориентирована на комфорт и монтируется на легкие джипы.
В передней оси, как правило, применяются зависимые пружинные или торсионные схемы. Некоторые джипы оборудуют жесткими неразрезными мостами, однако такое решение в наше время наблюдается достаточно редко.
Подвески грузовых машин, устройство, достоинства и недостатки
В грузовиках, как правило, используется зависимая конструкция с амортизаторами гидравлического типа и продольными или поперечными рессорами. Благодаря своей простоте данная подвеска широко применяется в производстве до настоящего времени.
В кронштейнах кузова фиксируются продольные рессоры. Также к кронштейнам подвешивается мост. Амортизаторы крепятся к балке заднего моста. Главная роль в такой конструкции отводится рессорам, которые выдерживают мост, связывают кузов с колесом и выступают в роли направляющих компонентов.
