Подвеска на двух поперечных рычагах. Независимая подвеска автомобиля

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.

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.

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.

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.

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.

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 – . В ее конструкции используются амортизационные стойки, а упругим элементом выступает витая пружина.

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.

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).

Подвеска автомобиля - один из главнейших узлов автомобиля, о свойствах и важности которого лишний раз говорить нет смысла. Так как именно подвеска является тем важнейшим звеном, которое соединяет кузова (рамы) автомобиля с дорожным покрытием.

Самой основной функцией подвески является:

1. Соединение колеса с рамой или кузовом.

2. Подвеска обеспечивает необходимую плавность движения и необходимый ход (перемещение) колес по отношению к несущей части автомобиля.

3. Передача моментов и силы, которая возникает при взаимодействии колес и дороги, на несущую часть машины.

Основные свойства подвески:

2. Упругость – восприятие и направление вертикальных сил реакции, которые возникают при неровностях дороги.

3. Амортизация – необходима для погашения колебаний несущей части авто, которые возникают из-за плохих дорожных условий.

Классификация автомобильной подвески

Подвеска автомобиля бывает двух основных типов: зависимая и независимая подвеска. В свою очередь каждый вид подвески в зависимости от предназначения и функционала, делится на различные модификации и виды.

Зависимая подвеска автомобиля – это особая конструкция принцип работы, которой заключается в жёстко связанных между собой обеих колес оси. Перемещение каждого из них, так или иначе, повлияет на другое.

Что такое независимая подвеска? Этот вариант конструкции подразумевает автономность (независимость) каждого из колес друг от друга. Находясь на одной оси колеса, никак не связаны между собой, и практически не влияют на положение и работу каждого из них. Установочные параметры: развал колес, колея, база при работе независимой подвески могут меняться.

Современная подвеска автомобиля серьезно эволюционировала, и на сегодняшний день – это довольно сложная и почти совершенная конструкция, способная одновременно сочетать в себе гидравлические, механические, пневматические и электрические качества. С появлением электронных систем водителю стало доступно управление подвеской, при помощи которого можно добиться максимально точной настройки подвески, для комфортной или же наоборот более агрессивной езды и управляемости.

Рассмотрим основные типы автомобильных подвесок

Зависимая подвеска автомобиля. В качестве примера такого типа подвески можно рассмотреть, к примеру, заднюю зависимую подвеску, которыми оснащены заднеприводные автомобили, к примеру, Жигули «классика». Основным недостатком такого варианта является большой вес конструкции, более того, если мост выполняет функцию ведущего моста, будет потеряна плавность хода.

Есть среди такого рода устройств и условно-промежуточные вариации подвески. Представителями такого класса является полузависимая, а также полунезависимая подвеска.

Полузависимая подвеска или торсионно-рычажная, зачастую применяется в производстве компактных автомобилей. Такой вариант подвески собой представляет что-то среднее между подвеской на продольных рычагах и зависимой подвеской. Более того, кроме того, что она занимается восприятием боковых сил, она также выполняет функции стабилизатора.

Полунезависимая задняя подвеска автомобиля. Почему именно задняя? Потому что такой тип подвески применяется исключительно сзади. Сама конструкция представляет собой: два продольных рычага, которые соединены между собой посредине при помощи поперечины. Такой тип подвески используется только на неведущих мостах. Среди преимуществ такого типа подвески: компактность, легкость и легкость установки.

Независимая подвеска автомобиля. Традиционным и вместе с тем самым распространенным типом независимой подвески, который применяется в массовом производстве, и установлен на большинстве современных переднеприводных автомобилях, является - McPherson (Макферсона), это двухрычажный, а также многорычажный вариант подвески.

У каждого из выше представленных типов подвески свои преимущества, недостатки и особенности. Самой эффективной, пожалуй, является многорычажный тип автомобильной подвески, однако она имеет высокую стоимость и дорогая в производстве, как правило применяется на автомобилях представительского или премиум-класса.

Подводя итоги

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что по большому счету широким массам как правило, не так уж и важно, каким количеством рычагов оснащена передняя или задняя подвеска его автомобиля, самое главное, чтобы автомобиль выполнял свою основную функцию и был при этом: комфортным, безопасным, удобным и надежным средством передвижения.

Независимая подвеска – это самый распространенный вид подвесок, которые отличаются от зависимых тем, что колеса на одной оси не имеют такой жесткой связи, перемещение одного колеса не влияет на другое, либо влияет, но совсем немного. Разновидностей независимых подвесок немало, поэтому однозначного мнения на счет них нет. Сейчас самыми популярными являются многорычажные и типа «макферсон» независимые подвески, которые отличаются относительно неплохими кинематическими характеристиками и небольшой ценой.

Типы независимых подвесок.

Подвески с качающимися полуосями. Такие подвески используют две полуоси вместо одной неразрезной. При этом каждая полуось закреплена на шасси при помощи шарнира, что обеспечивает перпендикулярное положение колеса в отношении своей полуоси. Из-за этого осуществляется независимое подрессоривание колес, что влияет на изменение в больших пределах колеи и развала. Причем, колея и развал тем больше, чем короче полуоси. Кроме этого, при поворотах боковые силы подвески стремятся подбросить автомобиль, что не очень хорошо влияет на его устойчивость.

Подвески на продольных рычагах. Конструкция этой подвески предусматривает, что каждое колесо на одной оси прикреплено к рычагу, который закреплен на кузове или раме подвижно. При работе этой подвески меняется колесная база транспортного средства, при этом изменения могут быть разными с обеих сторон, но колея остается постоянной. Устойчивость подвески при поворотах не очень хорошая, колеса поворачиваются вместе с кузовом, что негативно влияет на сцепку шин с дорогой. Продольные рычаги берут на себя всю нагрузку, исходящую из всех направлений. Поэтому такой подвеске не хватает жесткости, утяжеления. Кроме этого, в таких типах подвесок центр крена расположен очень низко, что неблагоприятно влияет на заднюю подвеску. Из-за большой поворачиваемости на заднеприводных автомобилях установка задней подвески на продольных рычаг быстро приведёт к непригодности. Плюсом же является то, что между рычагами можно сделать ровный пол в автомобиле, что увеличивает объем салона. Такую подвеску часто используют на легких прицепах.

Подвеска «Дюбонне». На некоторых автомобилях первой половины 20 века (Chevrolet, Opel Kadett) спереди была установлена продольно-рычажная подвеска, которую назвали «Дюбонне», по имени французского гонщика. На каждом борте был рычаг и реактивная тяга. Рычаг такой подвески воздействовал на пружину, находящуюся в цилиндрическом кожухе с амортизаторной жидкостью. А реактивная сила соединялась с этим кожухом, передавая на него реактивные усилия во время торможения. В те времена эта конструкция была популярнее подвески на двойных поперечных рычагах, т.к. предоставляла независимое подрессоривание передних колес за меньшую стоимость. Но в дальнейшем такой тип подвески не был распространен, т.к. жидкость из кожуха постоянно подтекала.

Независимая подвеска на двойных продольных рычагах. Конструкция этой подвески имеет с каждой стороны по два продольных рычага, объединенных в параллелограмм. Сначала такая подвеска использовалась на передней оси заднемоторных малоскоростных автомобилей: «Запорожец», «Фольксваген Жук», первые модели «Порше». Главным плюсом этой независимой подвески является хорошая компактность в вертикальном и продольном направлениях. Из-за того, что поперечина подвески находится впереди оси передних колес, салон автомобиля позволяет расположить ноги водителя между арками этих колес. Таким образом, можно уменьшить длину транспортного средства, но при этом багажник впереди был небольшим.

Подвеска на косых рычагах. Этот тип является усовершенствованной подвеской на продольных рычагах. Применяется на задней ведущей оси. Конструкция подвески минимизирует изменение колесной базы, а также уменьшает влияние кренов на наклон колес. Но взамен подвеска дает реакцию на изменение подачи топлива при повороте. При усилении подачи топлива во время поворота, задняя часть автомобиля «приседает», что приводит к развалу передних колес. И наоборот, при уменьшении подачи топлива передняя часть опускается, а задняя подымается.

На двойных поперечных рычагах. На каждой стороне такой подвески имеется два рычага, которые подвижно крепятся на раму или кузов внутри, а снаружи соединяются также со стойкой колеса. Как правило, верхние рычаги данной подвески короче нижних, что устраняет изменение колеи. Преимуществом данного типа является возможность задать все параметры подвески, ее характер при работе. Это касается изменения колеи, развала колеса, высоты центров крена, как продольное, так и поперечное и т.д. Данный тип очень популярен на спорткарах.

Подвеска «макферсон». Данная подвеска имеет направляющую стойку с дополнительным нижним рычагом, что дает возможность качаться при работе верхнего упругого шарнира. «Макферсон» является продолжением свечной подвески, где поворотный кулак скользит вниз или вверх по закрепленной на раме точеной или трубчатой направляющей, которая и обеспечивает поворот. Тип «макферсон» сейчас очень распространен. Он весьма дешевый, простой, компактный.

Многорычажная подвеска. Обычно являются подвидом подвески на двойных поперечных рычагах. Используются в качестве задних подвесок на заднеприводных автомобилях. Продолжительное время подвеска на двойных поперечных рычагах применялась как передняя, потому что задняя подвеска была чувствительна к продольным силам, которые возникали при торможении или изменении подачи топлива. Со временем конструкторы придумали как улучшить управляемость и устойчивость автомобиля. Первой такую подвеску испытал Porsche 928 ,в котором передняя часть рычага под воздействием тормозной силы подавалась немного в сторону, что повлияло на положительное схождение колеса. Таким образом, «ввинчивание» уже не было. Разновидностью такой подвески есть «макферсон», где установлены дополнительные рычаги для подруливания.

Преимущества и недостатки независимых подвесок.

Такие подвески в основном используются на легковых автомобилях. Они более мягче переносят все выбоины на дорогах. Одно колесо, попадая в яму, не влияет на другое, что делает поездку намного комфортнее. Если автомобиль попадает в большую яму, то меньше риск перевернуться, чем у машин с зависимой подвеской. С независимой подвеской автомобили лучше повинуются, они более безопасны. Больше идет сцепление с дорогой, что хорошо заметно на высоких скоростях.

Недостатки таких подвесок в том, что у них больше вероятности выйти из строя, чем у зависимых. Это проявляется при езде на горной дороге, когда одно колесо наезжает на препятствие, а второе в это время идет по своей траектории. Таким образом, клиренс становится меньше, дно автомобиля может повредится.

Большинство автомобилей - плод некоего технического компромисса. Прежде всего, это связано с относительной универсальностью выполняемых ими задач. Речь идет, конечно, об автомобилях «общего назначения», предназначенных для передвижения и перевозки грузов, а не о специальных монофункциональных снарядах, которые, с одной стороны, представлены болидами «Формулы», а с другой - трофи-рейдовыми «котлетами» класса ТР-3.

Со специальными машинами все просто - они заточены под конкретные условия (асфальтовый трек или болото). А вот если машина должна ехать и по асфальту, и по бездорожью, то тут без компромиссов не обойтись. Уж слишком разные требования предъявляются к ним одновременно. Особенно это касается серийных внедорожников, владельцы которых хотят сразу и проходимости, и комфорта.

Если машина должна ехать и по асфальту, и по бездорожью, то тут без компромиссов не обойтись.

Не зависнуть

Начнем с подвески независимой. В отличие от сплошных мостов, которые достались автомобилям непосредственно от телег, это относительно новое (не старше 100 лет) техническое решение.

В отличие от сплошных мостов, независимая подвеска - относительно новое (не старше 100 лет) техническое решение.

Понятно, что если бы зависимая подвеска идеально выполняла свои функции, то изобретать столь замысловатую конструкцию было бы ни к чему. А значит, независимая подвеска имеет некие преимущества. Какие же?

Во-первых, у независимой подвески меньше неподрессоренные массы. Кстати, «подрессоренные массы» не расположены «под рессорами». На самом деле, это суммарная масса деталей и элементов конструкции, которая воздействует на дорогу через упругие элементы. Соответственно, то, что воздействует на дорогу непосредственно, является «неподрессоренными массами».

У независимой подвески меньше неподрессоренные массы.

Что к ним относить, определяется техническими стандартами. Например, согласно стандарту DIN к неподрессоренным массам автомобиля относятся колеса, рычаги, амортизаторы и пружины (рессоры), торсионы уже «подрессорены», а стабилизаторы можно рассматривать и так и сяк, т.к. половина их массы подрессорена, а другая половина нет.

Очевидно, что во многом такое деление условно, однако важность вопроса от этого не снимается. Ведь чем меньше неподрессоренная масса относительно подрессоренной (вес подвески против веса кузова), тем меньше ее влияние на управляемость.

Проще говоря, тяжелая подвеска обладает большой кинематической инерцией, поэтому при увеличении скорости она хуже отрабатывает неровности дороги. Взлетевшее на кочке колесо не успевает под воздействием упругого элемента опуститься обратно на дорогу, как встречает новую кочку.
В общем, большие неподрессоренные массы негативно влияют на управляемость.

Независимая подвеска обладает гораздо большей свободой настройки кинематики колеса.

Во-вторых, независимая подвеска обладает гораздо большей свободой настройки кинематики колеса. Прежде всего, это позволяет играть с его вертикальным наклоном. Если в зависимой подвеске при наезде одного из колес оси на препятствие, второе наклоняется, уменьшая тем самым пятно контакта, а значит и сцепление с дорогой, то в независимой второе колесо сохраняет перпендикулярность по отношению к поверхности.

В независимой второе колесо сохраняет перпендикулярность по отношению к поверхности.

Более того, конструкция независимой подвески позволяет динамически регулировать наклон колеса в повороте, причем, в зависимости от крутизны поворота. Например, для борьбы с недостаточной поворачиваемостью передние колеса наклоняются в вертикальной плоскости внутрь поворота. Причем угол их наклона увеличивается по мере увеличения угла поворота руля (подвески на двойных поперечных рычагах).

Конструкция независимой подвески позволяет динамически регулировать наклон колеса в повороте.

Кроме того, независимая подвеска позволяет отчасти компенсировать крены кузова в поворотах, сохраняя максимально возможное пятно контакта. Простейшее решение - разная длина рычагов (верхний короче). Но современные технологии пришли к сложным многорычажным конструкциям, которые могут поддерживать заданный угол развала колес во всем диапазоне работы подвески, что обеспечивает управляемость на любой дороге. А если добавить к этому изменяемую в реальном времени упругость элементов и мгновенно регулируемое усилие отбоя амортизаторов, что достигается компьютерным управлением?

В общем, тут фантазия разработчиков ограничивается только кошельком покупателя.
Так что в области управляемости на высоких скоростях независимая подвеска определенно лучше зависимой.

Мосты и рессоры

При всей привлекательности независимой подвески, определенных недостатков она все-таки не лишена. И недостатки эти лежат именно в нашей, джиперской, плоскости. Один из главных - малая артикуляция (ход переднего колеса вверх относительно заднего, при котором наступает полная разгрузка заднего колеса).

Малая артикуляция, - ход переднего колеса вверх относительно заднего, при котором наступает полная разгрузка заднего колеса.

Следует учитывать, что контакт колес с землей важен не только для хорошего их сцепления с грунтом, что и обеспечивает возможность движения машины, но и для устойчивости автомобиля. Теоретически это кажется абсурдным, ведь независимые подвески колес должны давать им большую свободу перемещения относительно кузова, однако на практике этому мешают два фактора.

Первый - чисто конструктивный. Ходы колес ограничиваются длиной рычагов и допустимыми углами их наклона относительно положения покоя. Понятно, что чем короче рычаг, тем меньший ход вверх-вниз будет у колеса, и длину рычага невозможно увеличить, оставаясь в пределах кузова.

Конечно, если ширина колеи некритична и колеса не обязательно должны оставаться в габаритах кузова, то возможности резко возрастают. Это легко доказать на примере специализированных вездеходов с вынесенными далеко в стороны на длинных рычагах колесами («Лопасня» и прочие болотоходы). Однако на дорогу такое не выпустишь.

Еще один фактор, ограничивающий артикуляцию независимых подвесок, - предельные углы излома ШРУСов. Это тоже конструктивное ограничение, которое преодолеть можно либо за счет удлинения рычагов, либо за счет значительного усложнения системы привода. В общем, сложно, дорого и не особо нужно.

Предельные углы излома ШРУСов - конструктивное ограничение.

Второй недостаток независимой подвески - низкая ось поперечного крена. Тут надо разобраться в терминологии. Существуют так называемые «центры поперечного крена», которые представляют собой виртуальные точки, находящиеся в вертикальной плоскости, проведенной через центры колес; при крене автомобиля эта точка остается неподвижной.

Есть также «ось поперечного крена» - воображаемая линия, соединяющая передний и задний центры поперечного крена. В общем, это ось, вокруг которой вращается кузов при крене. У независимой подвески эта ось находится на уровне дороги или даже ниже, что связано с необходимостью сохранения постоянной ширины колеи при кренах.

Однако низко расположенная ось крена, особенно на высоком внедорожнике, порождает большое плечо крена, а значит и значительные углы наклона кузова. Чтобы с этим бороться, приходится искусственно увеличивать угловую жесткость подвески, зажимая ее стабилизатором. Применение стабилизатора повышает ось поперечного крена, поднимая ее к центру тяжести, и в то же время препятствует артикуляции подвески.

«Непрочность» независимой подвески является непростой проблемой. Скажем, «ниваводы» гораздо чаще гнут об камни тонкий задний мост, чем кованые рычаги передней подвески, но при этом часто происходит и обрыв оси рычага, шаровой опоры или пыльника шруса. На большинстве современных внедорожников с независимой передней и задней подвесками их конструкция довольно сложна, углы установки колес имеют много точек регулировки, и сама регулировка точна.

Если ездить по действительно тяжелому бездорожью, а не по грязьке, то можно эти регулировки сбить. Вроде бы ничего страшного - заехал на стенд, там все отрегулировали и «всех делов». Но во-первых, такая работа уже недешева, а во-вторых, ее не всегда удается произвести из-за закисших болтов. Для того чтобы их заменить, нужно менять сайлентблок, в котором они закисли.

Эта операция не из дешевых, поскольку требует разборки части или всей подвески, в зависимости от того сколько болтов закисло. И еще хорошо, если конструкцией предусмотрена замена только сайлентблоков, а не замена всего рычага вместе с ними. А бывает еще, что и шаровая опора меняется тоже только вместе с рычагом. В момент оплаты такого ремонта не покидает мысль о том, что за эту сумму можно купить более-менее живой «уазик», и его долбить, долбить, долбить, а потом выкинуть, вот как сейчас эти самые рычаги и сайлентблоки.

Способность пропускать сквозь себя мягкий грунт, (песок, ил, снег, грязь и т.д.) независимой подвески оставляет желать лучшего.

«Проницаемость» независимой подвески оставляет желать лучшего, и это третий существенный недостаток. Проницаемость - это способность пропускать сквозь себя мягкий грунт, т.е. песок, ил, снег, грязь и т.д. Проходимость автомобиля в этих условиях определяется не только дорожным просветом, но и расстоянием между подвеской и рамой.

Труба цельного моста спокойно режет мягкий грунт, имея относительно небольшую площадь лобового сопротивления и пропуская грунт над собой, а вот рычаги-пружины-тяги независимой подвески моментально забиваются грязью, превращаясь в монолитный якорь. Помимо этого стандартные машины с независимой подвеской имеют более низкую «посадку» над дорогой, чем внедорожники на цельных мостах.

Т.е. расстояние от земли до рамы (кузова) у них меньше, а это ухудшает обычную проходимость (т.к. машина легче повисает на брюхе при движении, например, в глубоком снегу или заболоченном грунте) и геометрическую (углы въезда, съезда, продольной проходимости)

Еще один фактор, важный для серьезного бездорожья - критичность повреждений. Гнутый мост позволяет худо-бедно двигаться своим ходом. Сильно гнутый мост можно отключить (или снять кардан) и все равно доползти. Поломать шкворень можно (хотя и тяжело), но поломать его до невозможности движения практически нереально. А вот вырванная шаровая или разлетевшийся ШРУС - это дальний пеший поход за трактором. (ШРУСЫ вообще больное место внедорожников с независимой подвеской - их пыльники очень не любят контакта с грунтом).

Для тех, кто ездит по бездорожью часто, немаловажно и то, что зависимая подвеска легко поддается внедорожному тюнингу - т.н. лифтовке.

Зависимая подвеска легко поддается внедорожному тюнингу - т.н. лифтовке.

Проще всего это делается на пружинных машинах: поставил более длинные и более жесткие пружины с амортизаторами и убил сразу кучу зайцев - и машина от земли приподнялась (а значит геометрическая проходимость лучше стала), и места в колесных арках прибавилось (значит колеса можно больше поставить, а это еще проходимость увеличит), и подвеска стала более энергоемкой (теперь ее на кочке не пробьешь, и в повороте сильно не кренит), и вес дополнительного оборудования (всяких бамперов, лебедок и пр.) компенсирован возросшей жесткостью пружины, а еще и вся подвеска новая стоит.

И последний по порядку, но не последний по важности фактор - зависимая подвеска попросту, при прочих равных, дешевле в производстве и в эксплуатации. Малое количество деталей, их «кондовость», большой ресурс и простота ремонта существенно экономят бюджет владельца.

Малое количество деталей, их «кондовость», большой ресурс и простота ремонта существенно экономят бюджет владельца.

Особое место занимают машины с комбинированной подвеской - независимой спереди и зависимой сзади. Это сегодня очень распространенный вариант в конструкции «гражданских» внедорожников. Отчасти он позволяет собрать преимущества обоих типов подвесок. Управляемость машины при такой конструкции выше, поскольку на нее влияет преимущественно передняя подвеска, но при этом сохраняется простота, прочность и дешевизна задней.

Угловая жесткость независимой подвески (с учетом непременного стабилизатора) больше угловой жесткости зависимой, что положительно сказывается на поворачиваемости. Кроме того, рессорная колея (расстояние между упругими элементами подвески) у независимой передней подвески больше, что тоже влияет на управляемость в повороте. В общем, комбинированная подвеска - компромисс, но компромисс, в целом, удачный.

Машины с комбинированной подвеской - независимой спереди и зависимой сзади, - сегодня очень распространенный вариант в конструкции «гражданских» внедорожников.

Выводы

Чем выше скорость и лучше дорога, тем привлекательнее независимая подвеска.
Достоинства
Хорошая управляемость
Обратная связь руления
Малые крены
Отличная настройка параметров
В большинстве случаев высокий уровень комфорта при движении (но бывают неудачные модели)
Недостатки
Короткоходность
Уязвимость деталей
Сложность и дороговизна в эксплуатации
Большое количество деталей
Тонкость настройки, легко нарушаемая в тяжелых условиях
Сложность или отсутствие серьезных возможностей для внедорожного тюнинга

Отличное решение для скоростных асфальтовых машин. Приемлемое для кроссоверов. Слабо подходит внедорожникам, которым нужно ездить по реальному бездорожью.

2. Зависимая подвеска. Чем ниже скорость и хуже дорога, тем меньше вас волнует управляемость, и тем больше хочется чего-то помассивней.
Достоинства
Прочность
Простота конструкции
Большая артикуляция
Устойчивость к повреждениям
Дешевизна в эксплуатации
Проходимость
Возможность и в большинстве случаев простота осуществления высокоэффективного внедорожного тюнинга
Недостатки
Большие неподрессоренные массы
Плохая управляемость
Низкие информативность и острота рулевого управления
Не всегда хорошая курсовая устойчивость
Не всегда хороший уровень комфорта во время движения

Зависимая подвеска - отличное решение для внедорожника. Но при этом придется смириться с его неуклюжестью в городе и невысокой безопасной скоростью по трассе. Впрочем, первый же серьезный выезд заставит забыть об этих мелких неудобствах. К сожалению, таких автомобилей становится все меньше и меньше…

3. Комбинированная подвеска. Независимая спереди, мост сзади. Относительно приемлемый компромисс для тех, кто ездит в основном по асфальту, но не чужд и толики внедорожных радостей.
Достоинства
Сочетание приличной управляемости, курсовой устойчивости, информативности рулевого управления и приемлемой проходимости машины
Относительно невысокая цена решения и дальнейшего обслуживания
Универсальность
Большой выбор машин
Недостатки
Ни рыба, ни мясо. И управляемость не идеальна, и проходимость не блещет.
Отличное решение в широком диапазоне: от паркетников до почти серьезных внедорожников. Устраивает 90% пользователей, кроме тех самых пресловутых могучих, грязных и небритых джиперов, которым всё мосты на рессорах подавай.

Прогресс постепенно стирает разницу между различными конструктивными решениями. Достаточный уровень комфорта и безопасности водителю обеспечен в любом случае. Но характер автомобилей во многом все равно зависит именно от того, как реализованы те или иные узлы. Сегодня разговор пойдет о сравнении независимой многорычажной и полузависимой подвески, так называемой подвески со скручиваемой балкой, и об области применения различных технических решений.

Подвески автомобилей бывают зависимые и независимые. Но в отношении одной из самых массовых конструкций классификация начинает сбоить. Подвеска со скручиваемой балкой в спецификациях на любой автомобиль указывается как независимая, но ее второе название — полузависимая — подсказывает: что--то тут не так. Порой встречается мнение, что это не настоящая независимая подвеска и что она априори уступает настоящим независимым по комфорту и управляемости. Попробуем разобраться, в чем дело.

К середине XX века практика автомобилестроения смогла сформулировать основные требования к эластокинематике подвесок не-управляемых колес. Во‑первых, требовалось минимальное изменение колеи при ходах сжатия и отбоя. Также при ходе подвески продольные углы установки подвески должны были оставаться неизменными или меняться по заданному конструктором правилу (обычно требовалось отрицательное схождение при любом ходе). И при ходе сжатия развал относительно уровня поверхности должен оставаться неизменным либо меняться в сторону отрицательного.

Самая распространенная на тот момент зависимая подвеска задних колес обеспечивала только постоянный нулевой угол развала, а углы схождения менялись по сложному правилу в зависимости от конструкции крепления моста. На неровностях и при движении по дорогам со сложным профилем она не давала оптимального пятна сцепления, вызывая перекосы оси с изменением колеи. И к тому же неподрессоренные массы при зависимой подвеске ведущих колес были слишком велики, а подвеска типа «Де Дион» при меньшей неподрессоренной массе занимала избыточный объем.

На Smart используется хитрая схема задней подвески типа «Де Дион». Только она смогла обеспечить необходимую устойчивость и комфорт при столь компактных габаритах

Независимые подвески обеспечивали намного лучшее использование внутреннего объема машин, но не все они выдавали оптимальное изменение геометрии подвески на ходу. Такие конструктивно простые варианты, как подвеска на продольных рычагах и подвеска с качающимся рычагом, оказались по эластокинематике даже хуже зависимой подвески. А очень распространенный в передних подвесках макферсон для задней подходит плохо.

У подвески на продольных рычагах угол развала при крене машины увеличивался, что ухудшало сцепление нагруженного колеса в повороте, а схождение оставалось практически неизменным, с минимальным положительным значением за счет податливости элементов подвески. Подвеска с качающимся поперечным рычагом, как на ЗАЗе, вообще оказалась откровенно опасной: развал не просто изменялся при ходе сжатия, он менялся в очень широких пределах в зависимости от нагрузки машины. И схождение у этого типа подвески также сильно менялось в процессе движения, причем не в оптимальную сторону.

Более конструктивно удачными оказались два варианта исполнения задней подвески. Наиболее совершенная по кинематике — подвеска на двойных поперечных рычагах . Подвеска на диагональных рычагах заметно ей уступала по характеристикам, но зато конструктивно была значительно проще и надежнее.

Подвеска с диагональным рычагом по конструкции максимально проста. Один рычаг установлен под углом 15-25 градусов к оси движения машины. За счет поворота оси рычага в двух плоскостях можно задать почти оптимальные параметры изменения геометрии подвески в небольшом диапазоне ходов сжатия. А если применять дополнительную реактивную тягу для изменения развала, то кинематика становится еще лучше. Так делали, например, на BMW 80‑х до E34 включительно. И при этом все максимально просто и технологично, всего два несущих сайлент-блока, цена и объем конструкции — минимальные.

Подвеска на двойных поперечных рычагах была более сложной и объемной. И к тому же — до массового внедрения надежных сайлент-блоков и шаровых шарниров — еще и не особенно надежной и требовательной в обслуживании. Но в спорте ее возможности сразу оценили по достоинству. Этот тип подвески позволяет задать кинематику движения колеса с большой точностью. Можно «запрограммировать» любое поведение подвески в зависимости от хода сжатия и направления приложения нагрузки за счет эластокинематики упругих элементов и геометрии рычагов.

Многорычажная подвеска — результат эволюции этих двух вариантов подвесок. Классическая многорычажная подвеска — это, например, задняя подвеска Mercedes в кузове W201, которая применялась компанией на протяжении почти 20 лет. Пять рычагов подвески задают сложную траекторию движения колеса, позволяя придать заднеприводной машине оптимальную управляемость.

Четыре рычага геометрически соответствуют двум сдвоенным рычагам подвески на двойных поперечных рычагах, а еще один помогает программировать эластокинематику. Другой очень распространенный вариант многорычажной подвески эволюционно восходит к подвеске на диагональном рычаге. Тут рычагов может быть меньше — всего три. Несущий диагональный рычаг дополнен двумя или более поперечными рычагами. Эта конструкция тоже позволяет задать сложную кинематику движения колеса в любых условиях. Оба варианта подвесок обеспечивают отличные возможности по настройке управляемости для машин.

Четырехрычажная подвеска

Пятирычажные подвески применяются в основном на заднеприводных машинах, требования к подвеске у которых выше, а трехрычажные — как правило, на переднеприводных. Но исключений хватает: так, на машинах BMW часто используют варианты, основанные на диагональном несущем рычаге именно с тремя рычагами. И вряд ли кто скажет, что у BMW в кузове E46 управляемость не отличная.

Подвеска со скручиваемой балкой появилась на машинах VW Golf в далеком 1974 году как вариант самой недорогой независимой подвески. Конструктивно это почти неразрезной мост, но даже лучше, потому что это единая деталь, которая мало того что обеспечивает независимые ходы подвески, но и сама по себе является стабилизатором поперечной устойчивости и направляющей конструкцией. Практически инженерный шедевр.

Основная особенность этого типа подвески в том, что тут сама балка, которая служит и торсионом, и рычагами, в сборе имеет высокую степень податливости. Другими словами, она гибкая. И в зависимости от расположения точек крепления, поперечной скручиваемой балки, жесткости продольных рычагов и положения опор пружин и амортизаторов можно задавать эластокинематику в широких пределах.

Балочная подвеска Ford Fiesta

Чистая кинематика подвески далеко не идеальна. При ходе сжатия большинство конструктивных вариантов подвески изменяют развал в сторону отрицательного, что неплохо, но схождение остается неизменным. На помощь приходит такая особенность, как податливость рычагов на кручение относительно точек крепления подвески и расположения их оси вращения. И получается, что по возможностям задать изменение углов установки колес этот тип подвески приближается к многорычажным. Вот только есть два существенных «но».

У многорычажных подвесок рычаги условно жесткие, эластичными являются только их сайлент-блоки. И кинематика подвески зависит в основном от взаимного расположения элементов. У подвески со скручиваемой балкой конструкция гибкая, что делает возможным задавать кинематику движения колес. Такая конструкция работоспособ-на в сравнительно небольшом диапазоне изменения нагрузки и перегрузок.

При увеличении массы кузова автомобиля или полезной нагрузки становится все сложнее обеспечить требуемую эластокинематику балки. Дополнительный негативный фактор — еще одна особенность конструкции: поперечная часть балки является одновременно и стабилизатором поперечной устойчивости, задающей коэффициент независимости подвески, и конструктивным элементом, определяющим поперечную жесткость конструкции. Иными словами, с ростом массы сложно оптимизировать разумное соотношение между угловой жесткостью балки и податливостью рычагов в поперечном направлении. Сохранить простоту подвески в таких условиях непросто. Пока единственным недорогим способом увеличить нагрузку или улучшить комфорт остается установка механизма Уатта, частично разгружающего рычаг от поперечных сил.

Для машин до С и даже D‑класса включительно получается неплохая альтернатива многорычажной подвеске, не сильно уступающая ей по кинематике, а значит, и управляемости, зато куда более простая и дешевая. Но с ростом массы автомобиля все более серьезными становятся компромиссы между комфортом и управляемостью. На данный момент граница применяемости и обоснованной востребованности у легковушек проходит где--то на границе С‑класса.