Главная » Своими руками » Подвеска независимая пружинная

Подвеска независимая пружинная


Секреты подвески автомобиля. Часть 2.

В первой части материала мы рассказали о существующих видах подвесок, и подробно остановились на видах зависимой подвески. Сегодня же мы поведаем о видах независимой подвески.

Итак, видов независимых подвесок – девять, причем, у двух из них есть по несколько разновидностей.

Первый вид подвески такого типа – с качающимися полуосями. Уже из самого названия понятно, что основными элементами конструкции такой подвески выступают полуоси. На их внутренних концах имеются шарниры, при помощи которых полуоси прикреплены к главной передаче с дифференциалом. Внешние концы полуосей прочно сочленены с колесами. Упругими элементами в таких подвесках служат рессоры или пружины. Особенность этой конструкции независимой подвески в том, что при наезде на препятствие колесо всегда сохраняет свое перпендикулярное размещение относительно полуоси, а силы реакции дороги гасят сами полуоси и их шарниры.

Двухшарнирная подвеска с качающимися полуосями.

В некоторых подвидах такой независимой подвески используются поперечные или продольные рычаги, которые играют роль «гасителей» сил реакции дороги. Как правило, конструкцию такой подвески применяли на заднем мосту для заднеприводных автомобилей. Такие подвески устанавливались на автомобили марок Ford, Mercedes-Benz и Chevrolet середины ХХ века. В СССР подобная подвеска устанавливалась на автомобили ЗАЗ. К достоинствам подвески с качающимися полуосями относят простоту конструкции, дешевизну обслуживания и ремонта. К недостаткам – большие колебания колеи и развала при наезде на препятствия. Эти недостатки особенно проявлялись при езде со скоростью свыше 60 км/час, что негативно влияло на управляемость автомобилем.

Второй вид независимой подвески – на продольных рычагах. Эта подвеска имеет два подвида: пружинный (упругие элементы – пружины) и торсионный (упругие элементы – торсионы). Особенность конструкции подвески заключается в расположении колес на продольных рычагах, которые подвижно прикреплены к кузову или раме автомобиля. Такой вид подвески устанавливался на задние мосты автомобилей марок Citroen, Austin, на мотороллеры и небольшие прицепы.

Независимая подвеска на продольных рычагах

Плюсами такого типа подвески являются простота ее конструкции, которая, в свою очередь (особенно в торсионном подвиде), позволяла сделать пол автомобиля плоским, и дешевизна изготовления, ремонта и обслуживания. Минусов у нее больше: значительные изменения параметров колесной базы при движении, большие крены в поворотах (из-за низкого центра крена).

Третий вид независимой подвески – на косых рычагах. По своей конструкции она напоминает подвеску на продольных рычагах, с тем отличием, что в ней оси качания рычагов находятся под косым углом. Она, в свою очередь, делится на два подвида: с одношарнирными полуосями с диагональными рычагами (расположены под углом 45 градусов) и двухшарнирными полуосями с косыми рычагами (шарниры расположены с обоих концов полуосей). Этот вид подвески в основном устанавливался на заднюю ось (на авто такие марок как Ford, Mercedes-Benz, Opel, Porsche, Fiat и ЗАЗ), с подвеской на косых рычагах на передней оси изготавливался Trabant. Преимуществами такой подвески, по сравнению с подвеской на продольных рычагах, являлось уменьшение колебаний параметров колесной базы, кренов автомобиля в повороте. К недостаткам этого вида подвески относится сильное изменение схождения и развала колес, высокий центр крена (для подвида с одношарнирными полуосями).

Четвертый вид независимой подвески – на продольных и поперечных рычагах. В конструкции этой подвески используется направляющая стойка, в которой, чтобы разгрузить брызговик крыла, применяется продольный рычаг, принимающий на себя верхние опорные усилия. Этот вид подвески громоздок, сложен в конструкционном плане, а потому непопулярен. Такую подвеску имели автомобили марки Rover, Glas. Как таковых преимуществ у подвески на продольных и поперечных рычагах мало: это большое расстояние по высоте межу опорными узлами (уменьшает влияние сил на крепления подвески к кузову) и вариативность конструктивных ходов подвески. К недостаткам относят сложность конструкции (большое количество деталей – шарниров, рычагов), большие габариты, плохие параметры кинематики (значительное изменение угла развала при больших ходах подвески).

Пятый вид независимой подвески – на двойных продольных рычагах. Особенность ее конструкции в том, что с каждой стороны у оси есть два продольных рычага, которые объединяются расположенными поперечно торсионами, играющими роль упругих элементов подвески. Как правило, такая подвеска устанавливалась на переднюю ось заднемоторных автомобилей марки Volkswagen и Porsche начала — середины ХХ века. Плюсы такой подвески: компактность, возможность вынесения вперед передней части кузова автомобиля (что положительно сказывалось на комфорте водителя и переднего пассажира). Минусы: изменение параметров колесной базы при наезде на препятствия, большая масса рычагов (увеличивает вес авто).

Шестой вид подвески – на двойных поперечных рычагах. Она, в зависимости от используемых упругих элементов, делится на пять подвидов: пружинный, торсионный, рессорный, гидропневматический и пневматический. Общность этой конструкции для всех подвидов заключается в наличии поперечных рычагов, которые своими внутренними концами подвижно сочленены с кузовом или рамой машины, а внутренними – с поворотной (для передней подвески, с шаровыми шарнирами с двумя степенями свободы) и неповоротной (для задней подвески, с цилиндрическими шарнирами с одной степенью свободы) стойкой. Верхний рычаг в такой подвеске короче, чем нижний, располагаться они могут как параллельно друг другу, так и под некоторым углом.

Пружинная подвеска на двойных поперечных рычагах в своей конструкции имеет витые пружины, играющие роль упругого элемента.

Схема подвески на двойных поперечных рычагах

Они располагаются между поперечными рычагами, либо над верхним рычагом с упором на брызговик крыла. Такую конструкцию подвески имеют автомобили марки Jaguar.

Торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах в качестве упругого элемента имеет продольные торсионы, крепящиеся к нижним рычагам. В этом подвиде подвески они могут крепиться как продольно, так и поперечно. С такой подвеской производились автомобили марок Packard, Chrysler, Fiat, Simka и ЗИЛ.

Рессорная подвеска в качестве упругого элемента использует рессоры, которые располагаются поперечно двойным рычагам.

Рессорная подвеска

На автомобили устанавливались подвески с одной, двумя, четырьмя рессорами, которые крепились в одной либо двух точках. Также в первой половине ХХ века производились автомобили, которые имели четыре полурессоры (по две с каждой стороны борта), располагавшиеся поперечно. Рессорную конструкцию подвески имели автомобили Tatra, Fiat, Ford, Autobianci, Chevrolet, Lancia, Packard.

В гидропневматическом и пневматическом подвиде независимой подвески на двойных поперечных рычагах роль упругих элементов играют пневматические баллоны или гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов. Пневматическую подвеску на двойных поперечных рычагах имели автомобили марок Mercedes-Benz, Austin, а гидропневматические подвески были распространены у моделей компании Citroen.

Подвеска на двойных рычагах

Преимущества независимой подвески на двойных поперечных рычагах выражаются в конструкционном и функциональном аспектах. Конструкция такой подвески уникальна тем, что все ее элементы могут крепиться к специальной поперечине, которая жестко вмонтирована в кузов или раму. Таким образом, при ремонте эту подвеску можно снять полностью как отдельный агрегат для ремонта или замены. Функциональное преимущество заключается в том, что выбирая определенную геометрию размещения рычагов, можно жестко задать любые необходимые установочные параметры подвески. Это способствует высокой степени управляемости автомобилем, из-за чего подвески с двойными поперечными рычагами зачастую используют в спортивных автомобилях.

Седьмой вид независимой подвески – «свечная». Она стала конструкционным предтечей подвески МакФерсона. В конструкции этого вида подвески применяется жесткая рама, на которую насажен поворотный кулак. Сверху он подпирается пружиной или рессорой. При наезде на препятствие поворотный кулак скользит по раме вверх и вниз, обеспечивая подрессоривание. Сегодня эту подвеску имеют только спортивные автомобили компании Morgan, наиболее широкой распространение такой вид имел в начале ХХ века. К плюсам этой подвески можно отнести простоту и компактность конструкции, небольшой вес, высокую надежность. К минусам – большие продольные колебания.

Восьмой вид независимой подвески – подвеска МакФерсона. В ее конструкции используются амортизационные стойки, а упругим элементом выступает витая пружина.

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Устанавливается преимущественно на переднюю ось. Более подробно конструкцию, плюсы и минусы этой подвески мы рассмотрим в отдельном материале. Устанавливается подвеска МакФерсон на большинстве современных легковых автомобилей.

Девятый вид независимой (полузависимой) подвески – торсионно-рычажная, сочетающая в своей конструкции два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Этот вид подвески использовался на задней оси переднеприводных автомобилей. Разработали торсионно-рычажную подвеску в компании Audi, на моделях которой она устанавливалась в 1970-90-х годах.

Торсионно-рычажная (полузависимая)

Сегодня такую подвеску изредка используют на бюджетных моделях китайские компании. К преимуществам такой подвески относится их долговечность и надежность, относительная простота конструкции. К минусам – жесткость, что сказывается на комфорте пассажиров заднего ряда автомобиля, предрасположенность к кренам в повороте (из-за низкого расположения центра крена).

avtoexperts.ru

Популярные автомобили

Мы привыкли читать, слышать и произносить: передняя подвеска McPherson на винтовых пружинах, задний мост на продольных рессорах, торсионы, поперечные стабилизаторы, однотрубные амортизаторы… Вы уверены, что независимая подвеска лучше неразрезного моста? А пружины – предпочтительнее листовых рессор?

Все началось века тому назад; уже конные экипажи оснащались упругой подвеской – для плавности хода, чтобы не вытрясать душу из седоков. Так что первые автомобили унаследовали конструкцию подвески от карет, – естественно, в виде продольных (или поперечных) многолистовых рессор. С тех пор автомобильные подвески проделали большой путь – до независимых многорычажных с активными гидравлическими и гидропневматическими упругими элементами. Но в сути своей они остались теми же: во-первых, направляющий аппарат, во-вторых, упругие элементы и, в-третьих, гасители колебаний (или иначе – амортизаторы).

Рис.1 Проще некуда: все в одном пакетеНаправляющий аппарат не всегда и отличишь от упругих элементов, а те и другие – от гасителей колебаний. Скажем, в классической подвеске с неразрезной осью на продольных многолистовых рессорах, все 3 компонента слиты воедино. Рессоры и движения моста при прогибах направляют, и нагрузку воспринимают. А трение между листами работает как гаситель колебаний – простейший фрикционный амортизатор. Остроумная конструкция, но очень уж несовершенная.

Так или иначе, автомобильные подвески различаются по схеме направляющего аппарата (то есть, по кинематике), по типу упругих элементов (от рессор до гидропневматики), и по способу гашения колебаний. Начнем разговор с главного – с кинематики подвески, с ее геометрии. Она определяет если и не все, то многое. Направляющий аппарат

Обратите внимание: современные гоночные автомобили оснащаются подвеской одного и того же кинематического типа и спереди, и сзади – на двойных поперечных рычагах. Конструктивное исполнение разнообразно, но всегда двойные поперечные рычаги неравной длины: верхние короче, нижние – длиннее. Другой направляющий аппарат в гонках неизбежно уступает 2–рычажному. Рис.2. Крен при неразрезной балке: колея неизменна Но это в гонках, а для легкового авто (или для «внедорожника») наилучшая схема совсем не обязательно такая же. Но и здесь за всеми конструктивными вариантами и многочисленными рычагами отчетливо проступает все та же трапециевидная схема. В чем ее преимущества? Прежде чем ответить на первый риторический вопрос, зададимся другим: а каким требованиям должен отвечать направляющий аппарат подвески? Забавно, но ясность в том, как именно поствить этот вопрос пришла сравнительно недавно – лишь к концу 50-х.

Неважно, неразрезной мост (ведущий или нет), либо независимая подвеска, главное, чтобы колея при ходах колес менялась как можно меньше – это условие №1. Если при прогибах колея сильно изменяется, то колеса начинают проскальзывать поперек направления качения, их сцепление с опорной поверхностью нарушается, вследствие чего ухудшается машина начинает плохо деражить дорогу и происходит ранний занос (или снос) машины. Незначительные перемещения машины, на несколько миллиметров, вправо-влево не будут критичны, они легко компенсируются поперечной эластичностью шин. Понятно, что безукоризненное держание дороги нужно прежде всего гоночным машинам. Но и для наших с вами четырехколесных друзей это совсем не последнее дело.

Итак, постоянство колеи при ходах колес – важный показатель для хорошего сцепления автомобиля с дорогой. Такому требованию при кренах автомобиля, очевидно, отвечает… неразрезной мост (ось, балка). Если балка, связывающая два колеса, жесткая, то колея неизменна – просто потому, что колеса остаются на месте. Вот так; древнейшая и простейшая конструкция оказывается кинематически самой совершенной. Спрашивается, а зачем же тогда городить огород с замысловатыми схемами независимых подвесок?

Не все сразу; требований-то к подвескам много, а они подчас противоречат друг другу. И удовлетворить им всем неразрезная балка не в состоянии. Скажем, дорога неровная, и прогиб справа и слева неодинаковый (рис.3). Тогда, как видите, и колея меняется, и мост смещается в сторону — ничего хорошего. Вот почему, между прочим, для «внедорожников» независимая подвеска даже важнее, чем для легковушек, предназначенных для усовершенствованных дорог.

Рис.3. На неровной дороге неразрезной мост ведет себя неважно. При одностороннем прогибе пружин изменяется колея, а сама балка смещается вбок

Но на ровной дороге… Неслучайно шведские SAAB и Volvo держались неразрезного моста сзади до последнего. Именно сзади; если перефразировать старый лозунг «Передняя подвеска – ничто, задняя – все», то спереди сойдет, скажем, и McPherson. А вот задние колеса – будьте любезны. Скандинавы строили машины с расчетом – кроме прочего – на зимнюю эксплуатацию по дорогам с высококачественным покрытием. Но скользким, когда шины особенно чутки к изменениям колеи. Неудачная подвеска, – прежде всего задняя, и машину крутит на ровном месте. Так что для зимней (скользкой) дороги годится, ох, не всякая независимая подвеска. Скажем, простенькие разрезные полуоси – никуда. Да и распространенная McPherson… А вот на двойных поперечных рычагах – вполне – не случайно и SAAB, и Volvo, отказавшись в конце концов от неразрезных мостов, восприняли именно 2-рычажную схему.

Рис.4. Подвеска на двойных поперечных рычагах: колея почти не меняется Условие №2: при ходах подвески колеса не имеют права подруливать – ни влево, ни вправо (точнее, могут подруливать только так, как предписано). Понятно, если колеса передней, а еще хуже – задней оси самопроизвольно подруливают при прогибах подвески и кренах, то хорошего от такого шасси ждать нечего. И вот здесь неразрезные оси того… подруливают. Возьмите «Волгу» ГАЗ… с ведущим мостом на продольных рессорах [Листовые рессоры («Волга») – простой и дешевый, но несовершенный направляющий аппарат. Они ведь, по определению, эластичны, сильно деформируются на ходах колес, а значит, и геометрия подвески «гуляет», поведение машины на дороге неоднозначно. Поэтому пусть неразрезная ось, но с рычажным направляющим аппаратом – с четко заданной кинематикой. Как у вазовской «классики» или у «Москвича» 2141].Если нагрузка сзади мала и рессоры не прогнулись, то при крене в виражах балка моста разворачивается против передних колес, в противофазе. Слегка, но разворачивается, а значит, возникает избыточная поворачиваемость – склонность к заносу. Увы. Такой бедой страдают не только неразрезные мосты, но и некоторые схемы независимых подвесок. Скажем, конструкция для задних колес на продольных рычагах (в том числе на так называемых связанных или сопряженных). Прикиньте: вираж, крен, упругие опоры подвески слегка деформируются (они всегда деформируются!) под действием мощных боковых сил так, что задние колеса опять же доворачиваются – в противофазе с передними (рис.5). И на косых (диагональных) рычагах тоже; приходится принимать специальные меры – для компенсации. Рис.5. Независимая задняя подвеска на продольных рычагах подруливает в повороте

Вернемся к неразрезному мосту; если его грамотно подвесить, то проблема подруливания снимается. Взгляните: 2 продольных рычага слегка опущены вперед и вниз (рис.6). Поиграйте в стереометрию и убедитесь, что колеса если и подруливают, то в нужную сторону – в пользу недостаточной поворачиваемости. Годится.

Рис.6. Правильная кинематика неразрезного моста. Балка подвешена на 4-х продольных рычагах; при крене пружины с внешней стороны поворота сжимаются (на рис. слева), а с внутренней (справа) — растягиваются. Мост слегка доворачивается в сторону поворота — в пользу недостаточной поворачиваемости и стабильности автомобиля.

К названному примыкает условие №3: подвеска не должна остро реагировать на изменение «газа». Иначе, представьте, заруливаете вы в поворот и видите, что скорость высоковата. Естественно, прибираете «газ»; торможение двигателем, деформация упругих опор и шарниров, кинематика (задней!) подвески релейно меняется. Плюс действие боковых сил в вираже; не очень удачно сконструированная подвеска доворачивает задние колеса наружу от поворота, и ваш аппарат мгновенно переходит от легкой недостаточной – к выраженной избыточной поворачиваемости. В ответ на сброс «газа» автомобиль, как говорят, «ввинчивается» в поворот – в самый неподходящий момент. Неожиданный сюрприз оборачивается (хорошо, если) приземлением на обочине.

Вот и опять: неблагоприятная реакция на изменение «газа» характерна для независимых подвесок. Особенно на поперечных рычагах – двойных или McPherson; они отгибаются на эластичных шарнирах вперед или назад, а колеса слегка доворачиваются туда, куда не надо. Градус-другой – и дело сделано. И на косых (диагональных) тоже; не случайно такая схема не применяется больше ни на одном новом легковом автомобиле. Рис.7. Треугольник задней подвески «формульного» автомобиля

У гоночных машин конструкцию (задней) 2-рычажной подвески делают чрезвычайно жесткой: взгляните на треугольник рычагов с широчайшим основанием (рис.7). И шарниры совершенно неподатливые. Но для легковушек такой подход не годится: качение колес очень уж грубое. Зачем грести против течения? Поступают иначе: пусть конструкция деформируется, но в нужную сторону – по программе (рис. 8). Так схема с двойными поперечными рычагами развилась во многорычажную, где хитроумные вспомогательные тяги компенсируют нежелательный доворот задних колес при торможении двигателем.

Рис.8. Программируемое подруливание задней многорычажной подвески. При торможении двигателем (сброс «газа») рычаги деформируются так, что колеса чуть-чуть доворачиваются в нужную сторону и «ввинчивания» в поворот не происходит

Грамотно сконструированный неразрезной мост (рис.9) таким поведением не грешит. Впрочем, у всех свои недостатки.

Рис.9. Образцовая конструкция неразрезного заднего моста de Dion автомобилей ALFA Romeo Alfetta/Giulietta: схема с «дышлом». Здесь 1 и 2 — «дышло», 3 — шаровая опора «дышла», 4 — неразрезная балка, 5 и 6 — рычаги параллелограмма Уатта. Как видите, хороший неразрезной мост — очень непростая конструкция. Обратите внимание: (дисковые) тормоза вынесены из колес на главную передачу, объединенную с коробкой передач и сцеплением Условие №4: при кренах (в виражах), колеса не должны подламываться под кузов. Как известно, шина лучше всего держит боковые усилия, когда она катится вертикально или (еще выгоднее) легонько – на 2-3° – наклоняется внутрь поворота [У «формульных» болидов невооруженным глазом виден легкий отрицательный развал передних колес. Казалось бы, мелочь – 2-3°…]. Как у мотоциклов, которые идут в поворотах с креном внутрь. Итак, если удается задавать внешнему переднему колесу (именно оно играет ключевую роль в вираже) отрицательный развал, вы можете проходить повороты быстрее — вопрос победы или поражения в гонках. Здесь невыигрышно смотрятся независимые подвески на продольных рычагах. Колеса перемещаются строго в плоскости кузова, а значит, когда машина кренится в вираже, шины наклоняются – в той же степени – наружу. Ничего страшного (не так плохо, как подруливание задних колес), но особого держания дороги от такой конструкции не ждите. В середине 50-х этого еще не понимали – и строили гоночные машины с подвеской всех колес на продольных рычагах (Gordini в 1955). Неудивительно, что результатов на трассах они не показывали.

Подвеска со связанными (сопряженными) продольными рычагами применяется для задних колес – ведет себя лучше. Из-за легкой (и эластичной) балки, связывающей два продольные рычага, колеса наклоняются не так сильно. Поэтому-то (и благодаря простоте) она и получила такое широкое распространение на переднеприводных легковушках [Занятно, что из всего многообразия для задних колес в последнее время применяют только две схемы подвески. На продольных рычагах (чаще всего сопряженных) – и на двойных (или многочисленных) поперечных. Неразрезной мост стал редкостью.]. Но у такой конструкции свои недостатки (см. условие №2).

Наименьшее из зол – опять же трапециевидная схема. У грамотно сконструированной подвески с двойными поперечными рычагами колеса, хоть и наклоняются наружу от поворота, но все же меньше, чем кузов (рис.10). У гоночных же машин крены почти нулевые, так что все в порядке. Рис.10. Крен автомобиля и наклон колес при трапециевидной схеме независимой подвески

Великолепно: как бы ни кренился кузов, шины стоят вертикально. А для неведущей оси нетрудно задать еще и легкий постоянно отрицательный развал колес; в виражах резина прямо-таки упирается в дорогу. Ни одна другая схема подвески такого замечательного эффекта не дает. Условие №5: неподрессоренные части (то есть колеса и те детали, которые перемещаются вместе с колесами) не должны быть тяжелыми. Особенно массивны неразрезные ведущие мосты; кроме прочего, там еще и увесистая главная передача с дифференциалом. Если неподрессоренные массы велики, то при быстром наезде на неровность и подскоке они запасают немалую кинетическую энергию. Поэтому по инерции колесо продолжает движение вверх уже после того, как машина минует кочку. А если неровности следуют одна за другой (как на усовершенствованных российских дорогах)?

Скажем, волнистая поверхность. Кто водил, знает: «Волга» (с тяжелым ведущим задним мостом) на скорости «всплывает», корму «ведет». Колеса с большими неподрессоренными массами попросту не успевают приземлиться на серии последовательных неровностей, машина буквально летит над дорогой [У неразрезных ведущих мостов с главной передачей есть еще одно прелестное свойство. Тяговый крутящий момент разгружает одно из задних колес (зависит от направления вращения карданного вала) – и дополнительно нагружает другое. Для «Волги» эффект невелик, а вот у классического американского «крейсера» с максимальным крутящим моментом сотен в 5 Нм – неслаб. Скажем, выруливаете вы из быстрого виража и придаете «газу». Машина идет в повороте, естественно, с креном, то есть внутренние колеса разгружены, а внешние – нагружены. И тут заднее внешнее колесо еще догружается – через балку моста – мощным крутящим моментом от силового агрегата. Внутреннее – напротив – разгружается, оно пробуксовывает, и автомобиль ни с того, ни с сего срывается в занос. Так что неразрезная ведущая ось (при грамотной геометрии направляющего аппарата) – очень даже неплохая вещь, но только в варианте de Dion, с небольшими неподрессоренными массами и без влияния крутящего момента на сцепление колес с дорогой.]. Не для слабонервных – и не для новичков. Неприятный эффект удается ослабить установкой особо мощных (лучше однотрубных газонаполненных – вроде Bilstein) амортизаторов. Страдает плавность хода, так что неподрессоренные массы лучше все же поменьше. У независимых подвесок они обычно невелики, так как главная передача и дифференциал здесь крепятся на подрессоренном шасси. По этой причине и тормоза нередко выносят на ведущих полуосях из колес к главной передаче. Но даже и неразрезной ведущий мост делается легким: знаменитая схема de Dion, когда жесткая балка связывает ведущие колеса, но главный редуктор (тормоза) и диффер подрессорены. Ну, а у неведущего неразрезного моста (передний привод) неподрессоренные массы совсем невелики [Скажем, «Москвич» 2141 c неразрезной неведущей (и поэтому легкой) задней осью ведет себя на волнистой дороге вполне нормально. И геометрия подвески (на двух продольных рычагах с поперечной тягой Панара) удовлетворительная.] – порой меньше, чем у независимой подвески. Николай Владимов, Turbonsk.ru

autokadabra.ru

О всех видах автомобильных подвесок

Те детали, механизмы и узлы, которые соединяют колеса с корпусом автомашины, называются подвеской. Надо ли говорить, что за долгое время развития и совершенствования автомобиля было изобретено и применено на практике большое количество различных способов соединения колес с корпусом. Все эти виды подвесок автомобилей различаются по виду связи между колесами, по используемому амортизирующему элементу и т.д. У каждой из них свои достоинства и недостатки, их лучше знать, чтобы полностью реализовать возможности своего авто.

О роли подвески при движении

Кроме уже обозначенной задачи по соединению колес с рамой автомобиля, подвеска решает еще и дополнительные задачи. Одна из них – снижение динамических нагрузок на кузов машины. Вибрация, тряска, удары – наверняка всем знакомы эти неприятные ощущения, возникающие при движении по кочкам или неровной дороге. Их устранение или, по крайней мере, минимизация воздействия – одна из задач, для решения которой предназначена подвеска.

Немаловажную роль играет подвеска и в режиме движения машины. От нее во многом зависит скорость и управляемость. Если она «мягкая», т.е. обеспечивает для колеса постоянный контакт с дорогой, то это позволяет осуществить лучшее торможение и разгон, но излишняя мягкость приводит к сильным кренам в поворотах и ухудшению устойчивости автомобиля. «Жесткая» подвеска, не дающая колесам гулять из стороны в сторону, создает хороший контакт с дорогой и не позволяет машине крениться в поворотах, давая возможность прохождения поворотов с повышенной скоростью.

Все вышесказанное не охватывает всех аспектов работы подвески. Некоторые ее виды имеют преимущества в отдельных режимах движения, то в других случаях это может уже считаться недостатком. Так, подвеска, наилучшим образом работающая на бездорожье и обеспечивающая отличную проходимость, не может позволить автомобилю двигаться с высокой скоростью по хорошему покрытию.

Что входит в подвеску

Несмотря на многообразие подвесок, в их конструкции используют схожие по назначению узлы и детали. Некоторые из них кратко представлены ниже:

Основные типы подвесок автомобиля

Здесь сразу необходимо отметить, что существующие типы подвесок, используемые на самых разных транспортных средствах, можно классифицировать по нескольким признакам, но для современных легковых автомобилей общепринятым является разделение на зависимые и независимые.

Зависимая подвеска

Она подразумевает жесткую связь между колесами. Исторически это был первый созданный тип подвески. По сути дела, она недалеко ушла от конструкции телег, когда два колеса соединялись между собой осью. Как выглядит такая подвеска, понятно из рисунка В данном случае видно, что положение одного колеса сказывается на другом. Так, при наезде правого колеса на препятствие, изменяется положение левого, оно наклоняется влево, при этом колесо располагается под углом к поверхности, что несколько уменьшает пятно сцепления с дорогой. Такой тип подвески был характерен для автомобилей на заре их становления. Сейчас, если используется, то обычно в качестве заднего моста и на машинах повышенной проходимости.

Такая подвеска обычно бывает рессорная или пружинная. В первой из упомянутых как упругий элемент используется рессора, которая крепится к балке моста, а своими концами к раме или корпусу автомобиля. Другим типом зависимой подвески является пружинная, в которой упругим элементом служит пружина. Как выглядят рессорная (1) и пружинная (2) подвески, хорошо видно на приведенных рисунках. Несмотря на то, что зависимая подвеска изобретена давно и считается устаревшей, она применяется до сих пор, в первую очередь на грузовых машинах и, как уже упоминалось, на внедорожниках. Ее несомненным достоинством является простота конструкции и надежность, особенно это актуально для джипов. Что пружинная, что рессорная подвески для любых автомобилей обеспечивают:

  1. постоянный клиренс, а это в условиях бездорожья является огромным плюсом и служит дополнительным фактором повышения проходимости;
  2. постоянную ширину колеи;
  3. большую артикуляцию. Под артикуляцией понимается ход переднего колеса относительно заднего, при котором заднее колесо полностью теряет контакт с дорогой (см. фото ниже). Чем позже это происходит, т.е. чем это расстояние (артикуляция) больше, тем это лучше при движении по плохой дороге;
  4. надежность, устойчивость к повреждениям;
  5. дешевизну эксплуатации;
  6. возможность проведения эффективного внедорожного тюнинга.

Из приведенных достоинств зависимой подвески, рессорная она или пружинная, следует однозначный вывод, что она прекрасно работает на бездорожье. Однако общая картина становится не такой благостной, когда бездорожье кончается, и автомобиль начинает двигаться по асфальту. В этом случае те виды недостатков, которые были безразличны на плохой дороге, становятся очевидными:

Независимая подвеска

Это совсем другой вариант подвески, ничего общего не имеющий с уже рассмотренной зависимой. При такой конструкции между колесами нет жесткой связи. Как схематично это выглядит, можно понять из приведенного ниже рисунка Фактически, такая подвеска означает, что колесо (каждое) крепится к кузову автомобиля отдельно и при колебании одного колеса эти изменения не передаются на другое, благодаря чему крен кузова уменьшается и повышается устойчивость. Вариантов, как такое сделать, существует множество, но все их можно разделить на основные типы: рычажные и свечные. К последним относятся подвески МакФерсона, к первым:

  1. двухрычажные;
  2. поперечнорычажные;
  3. косорычажные;
  4. продольнорычажные.

Наиболее распространены подвеска МакФерсона и поперечнорычажная. Причиной этого являются те преимущества, которые они обеспечивают для легковых автомобилей:

Комбинированная подвеска

Она представляет собой комбинацию двух уже описанных подвесок. Спереди ставится независимая подвеска автомобиля, сзади мост (зависимая). Является в какой-то мере компромиссом, позволяя достаточно комфортно передвигаться по асфальту, но в то же время без особых трудностей преодолевать незначительное бездорожье.

Такая комбинация хорошо подходит для кроссоверов и паркетников, обеспечивая возможность свободно двигаться по городу и заезжать в лес на пикник или проехать немного по проселочным дорогам. По своим возможностям получается нечто среднее, но для большинства обеспечивающие приемлемые условия движения.

Другие типы подвесок

Описанными выше типами подвесок далеко не исчерпывается их многообразие. Есть еще и другие, которых следует обязательно коснуться.

Торсионная

Торсионная подвеска основана на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал, работающий на скручивание при возникновении нагрузки. Как это происходит, должно быть понятно из приведенного рисунка. Один конец вала жестко закреплен на основании, на другой его конец прикладывается момент силы. Под действием этого момента вал скручивается. Если один конец торсиона прикрепить к колесу, а противоположный жестко к кузову автомобиля, то между ними будет образована упругая связь. Конструктивно торсионная подвеска может быть выполнена:

  1. на двойных поперечных рычагах;
  2. на продольных рычагах;
  3. как торсионная балка (с продольными рычагами).

Если два первых исполнения можно отнести к независимой подвеске, у которой торсион используется как упругий элемент, то торсионную балку считают полузависимой, т.к. у нее перемещение одного колеса отражается на положении другого. Приведенные рисунки позволяют лучше понять, как работают описанные разные виды подвески (на 1 – на продольных рычагах, на 2 – торсионная балка).

Торсионная подвеска достаточно широко и давно применяется в конструкции легковых автомобилей. Чаще всего она используется в роли задней подвески переднеприводных автомашин. Основное ее достоинство – долговечность, компактность и легкость регулирования в составе транспортного средства.

Активная

Это уже можно считать непременной принадлежностью современного автомобиля. В попытках найти возможный компромисс между устойчивостью, управляемостью и комфортом появилось подобное техническое решение. Вся проблема в том, что, как уже отмечалось выше, жесткая подвеска при высокой скорости обеспечивает минимальные крены, что дает хорошую управляемость и устойчивость, но недостаточный комфорт. Мягкая дает плавный ход, но приводит к раскачиванию автомобиля и, как следствие, к ухудшению управляемости и устойчивости. Для преодоления этих противоречий и создается активная подвеска.

В данном случае термин «активная» подразумевает возможность изменения параметров подвески при ее эксплуатации. Каждый разработчик автомашины идет своим путем, но уже существуют различные виды подвески, использующие:

  1. амортизаторы с изменяемой степенью демпфирования;
  2. регулируемые упругие элементы.

Независимо от конкретной реализации идеи, активная подвеска легковых автомобилей, подразумевает изменение характеристик подвески непосредственно во время движения.

Пневматическая

Пневматическая подвеска позволяет изменять высоту автомашины относительно дороги, т.е. меняется клиренс. Это используется на внедорожниках, автомобилях бизнес-класса, а также на грузовиках и полуприцепах. Устройство пневмоподвески предполагает применение пневмоупоров на каждом колесе. Сама по себе пневматическая подвеска не является каким-то отдельным видом, а служит своеобразным дополнением обычной. Она может входить в комплектацию машины, а может устанавливаться дополнительно. Устройство пневмоподвески в самом простейшем виде состоит из таких элементов, как:

Управление такой системой может выполняться как в автоматическом, так и в ручном режиме. В последнем случае водитель сам задает необходимый дорожный просвет, а в автоматическом режиме по сигналам от датчиков в зависимости от скорости блок управления меняет клиренс автомобиля. За всю историю развития автомобиля было разработано множество способов соединения колеса и кузова, однако лучший способ так и не найден до сих пор. Эти работы продолжаются, и их итогом являются новые варианты подвески, однако найти одну, подходящую для всех возможных режимов движения автомобиля пока не удается.

ZnanieAvto.ru

Независимая подвеска

Прежде чем ответить на вопрос, что такое независимая подвеска автомобиля, рассмотрим, какая необходимость в этом узле и как он устроен. В процессе движения транспортного средства происходит постоянное взаимодействие конструкции с дорожным покрытием. Любая подвеска в первую очередь предназначена для обеспечения соединения колёс с несущей конструкцией машины. Помимо этого, этот узел служит для восприятия и правильного распределения различных сил и моментов, которые формируются в процессе передвижения. Плюс к этому подвеска позволяет создавать заданное перемещение колёс и мостов относительно рамы или кузова для обеспечения комфортного движения. Теперь когда, мы имеем представление, для чего служит подвеска автомобиля, рассмотрим её конструкцию.

Конструкция независимой подвески

Типовая подвеска любого транспортного средства состоит из упругих и направляющих элементов, а также амортизаторов. Упругие сегменты служат для восприятия и передачи вертикальных возмущений, формирующихся в процессе передвижения по неровному покрытию. Направляющие компоненты подвески связывают колёса с несущей конструкцией и определяют характер их перемещения. Плюс к этому они гасят боковые и продольные колебания. Амортизаторы предназначены для сглаживания возмущений, возникающих из-за различных неровностей на дороге.

Как правило, на современных автомобилях применяются сложные системы, в которых каждый элемент может реализовать сразу несколько функций. Они комплектуются механическими, пневматическими, электрическими и гидравлическими механизмами, взаимодействие и управление работой которых может осуществляться с помощью электронных блоков.

Зависимые и независимые подвески

На одной оси автомобиля колёса могут быть связаны жёсткими балками и работать синхронно при наезде на препятствие одним из них. В этом случае подвеска считается зависимой. Как правило, такие системы применяются для задних колёс. В то же время независимая подвеска, например, передних колёс, предполагает раздельное, не связанное друг с другом жёстким элементом соединение. Каждое колесо может в процессе движения изменять своё положение независимо от второго. Такая компоновка обеспечивает высокую степень сцепления с дорожным покрытием, более комфортные условия передвижения по неровной дороге и повышает управляемость на больших скоростях. В этом плане может быть вопрос: «Независимая подвеска своими руками – реально или нет?». Ответ однозначен, специалисты не рекомендуют самостоятельно изменять конструкцию любой модели автомобиля без соответствующих профессиональных знаний и навыков.

Виды независимой подвески

Видео - Принцип работы независимой подвески

VipWash.ru

Подвеска автомобиля - типы подвесок, устройство

Многие посетители нашего сайта, наверное, были в деревне, видели конную упряжку, телегу, нелегкий труд крестьянина и тому подобное! Может многим удалось прокатиться в телеге, испытать эти чувства «лягушонка в коробчонке». Так вот, – телега является ярким примером отсутствия какого – либо сглаживающего устройства от неровностей дороги, а именно подвески. А теперь представьте автомобиль, у которого есть только оси, к ним присоединены колеса и скорость авто примерно 90 км\ч… Что будет с пассажирами автомобиля? Жуть!

Для исключения этих неприятных вещей и была разработана подвеска автомобиля, которая устанавливается на задние и передние колеса. Главное предназначение подвесок (передней и задней) заключается в связи колес с кузовом автомобиля, а так же в гашении вибраций от неровностей дороги. В общих чертах все подвески похожи по своему составу, но разные по способу реализации своих свойств.

Устройство подвески автомобиля

Общие элементы для всех типов подвесок:

Элементы обеспечения упругости служат своеобразным буфером между неровностями дороги и кузовом авто. Они первыми воспринимают неровности и передают их на кузов автомобиля. К ним относятся витые пружины, рессоры и торсионы.

Элементы распределения направления силы служат одновременно для крепления подвески к кузову авто, передачи силы на кузов и правильного расположения колес относительно кузова по вертикали и горизонтали. К этим элементам относятся рычаги сдвоенные, рычаги поперечной и продольной установки.

Гасящий элемент (амортизатор) предназначен для противодействия элементам упругости, а именно сглаживания колебаний. Конструктивно амортизатор выполнен в виде металлической трубы с элементами крепления и использует принцип гидравлического сопротивления, если жидкость перетекает из одной полости в другую, через клапан. Различают два вида амортизаторов – однотрубный и двухтрубный. По способу действия – на масляный, газомасляный и пневматический. Некоторые современные амортизаторы имеют дополнительные гаджеты – изменение калибровочного отверстия клапана, что влияет на свойства амортизации и переменную вязкость рабочей жидкости, при воздействии электромагнитного поля.

Элементы стабилизации поперечной устойчивости – это штанга, вкупе с опорами крепления к кузову, соединяющая рычаги противоположных колес. Предназначены элементы для распределения боковой нагрузки авто на поворотах и уменьшения крена.

Крепление элементов подвески автомобиля к кузову и к опорам колеса осуществляется при помощи болтовых соединений, резинометаллических втулок (сайлент-блоков) и шаровых опор.

Типы подвесок автомобиля

Из-за особенности в конструкции подвесок различают два основных вида – это зависимая подвеска и независимая.

В свою очередь независимые подвески авто подразделяются на:

Все подвески имеют свои достоинства и недостатки, некоторые нашли широкое применение в современном автомобилестроении, а некоторые вышли из тиража. Более подробно о каждом виде будет рассказано в других тематических разделах.

_____________________________________________________________________________________________________________________

autoustroistvo.ru

Смотрите также