Зависимая и независимая подвески, в чем разница и какая лучше. Как работает многорычажная подвеска

Сейчас на автомобили устанавливают разные типы подвесок. Есть зависимая и независимая. В последнее время на автомобили бюджетного класса устанавливают полузависимую балку сзади и "МакФерсон" спереди. На машинах бизнес- и премиум-класса всегда использовалась независимая многорычажная подвеска. Какие плюсы и минусы у нее? Как она устроена? Обо всем этом и не только - далее в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Многорычажная подвеска устанавливается на автомобили с задне- и переднеприводной компоновкой. Имеет более сложное устройство, поэтому используется на автомобилях дорогого класса. Впервые многорычажная подвеска была установлена на "Ягуар Е-Туре" в начале 60-х годов. Со временем она модернизировалась и сейчас активно используется на автомобилях «Мерседес», «БМВ», «Ауди» и многих других.

Устройство

В чем особенности данной конструкции? Многорычажная подвеска предполагает наличие следующих элементов:

• Подрамника.
• Поперечных и продольных рычагов.
• Опоры ступицы.
• Амортизаторов и пружин.

Как это все закреплено?

Крепление ступицы к колесу осуществляется посредством четырех рычагов. Это позволяет колесу автомобиля беспрепятственно двигаться в поперечной и продольной плоскости. Несущим элементом в конструкции данной подвески является подрамник.

К нему крепится поперечный рычаг через специальные втулки с металлическим основанием. Для снижения вибраций, в них используется резина. Поперечные рычаги соединяются с опорой ступицы. Так осуществляется правильное положение колес в поперечной плоскости. Зачастую многорычажная независимая задняя подвеска включает в себя три поперечных рычага:

• Нижний задний.
• Передний.
• Верхний.

Последний осуществляет передачу усилий и соединяет подрамник с корпусом опоры колеса. Нижний отвечает за схождение. Задний элемент воспринимает усилия, которые передаются от кузова при движении автомобиля. Ведение колеса в продольном положении осуществляется благодаря продольному рычагу. Он крепится к кузову машины при помощи опоры. С другой стороны элемент соединяется со ступицей.

В легковом автомобиле имеется четыре продольных рычага - по одному на каждое колесо. Сама ступичная опора являет собой основание для колеса и подшипника. Последний крепится при помощи болта. Кстати, если не соблюсти его момент затяжки, можно вывести из строя подшипник. При произведении ремонта, следует оставить небольшой люфт в ступице. Иначе у вас рассыплется подшипник. Также многорычажная передняя подвеска имеет в своей конструкции винтовую пружину. Она опирается на нижний задний поперечный рычаг и воспринимает от него усилия. Отдельно от пружины размещается амортизатор. Обычно он соединяется с опорой ступицы.

Стабилизатор

Многорычажная в отличие от полузависимой балки, имеет в своей конструкции стабилизатор поперечной устойчивости. Само название говорит за предназначение элемента. Данная деталь снижает крены при прохождении поворотов на скорости. Также на этот параметр влияет жесткость амортизаторов и пружин. Наличие стабилизатора значительно снижает риск заноса при прохождении поворота, так как обеспечивает беспрерывный контакт колес с дорожным покрытием. Элемент являет собой некую металлическую штангу. Выглядит он так, как на фото ниже.

Устанавливается на подрамнике многорычажной подвески и крепится при помощи резиновых опор. Благодаря тягам штанга связывается с опорой ступицы. Какие имеет многорычажная подвеска плюсы и минусы? Давайте рассмотрим их ниже.

Преимущества

Автомобили с использованием данной подвески являются на порядок комфортнее. В конструкции используется несколько рычагов. Все они крепятся на подрамниках через сайлентблоки. Благодаря этому, при прохождении ямы подвеска отлично сглатывает все неровности.

Кстати, работает рычаг только того колеса, которое попало в яму. Если же это балка, все усилия будут передаваться на соседнюю ступицу. В машине, где использована многорычажная подвеска, не чувствуется излишних шумов и вибраций при прохождении неровностей дороги. Также данный автомобиль более безопасный. Объясняется это использованием стабилизатора поперечной устойчивости. По своему весу рычаги намного легче, чем балка. Это снижает снаряженную подрессорную массу автомобиля.

Таким образом, многорычажная подвеска - это:

• Комфорт.
• Отсутствие сильных ударов на кузов.
• Увеличенное сцепление колес с дорогой.
• Возможность поперечной и продольной регулировки.

Недостатки

Если поднимается вопрос о том, что лучше - балка или многорычажная подвеска, - стоит рассмотреть минусы последней. Самый большой недостаток - это сложность конструкции. Отсюда дороговизна обслуживания и недешевая цена самого автомобиля.

Стоимость многорычажной подвески в 2-3 раза выше, чем обычной полузависимой балки. Следующее - ресурс. Так как в конструкции используется много шарниров, рычагов и стайлентблоков, все они рано или поздно выходят из строя. Срок службы деталей многорычажной подвески составляет 100 тысяч километров. Что касается балки, она практически вечная. Конструкция на порядок надежнее и не требует дорогостоящего обслуживания. Максимум что требуется заменить - это амортизаторы. Они «ходят» по нашим дорогам около 80 тысяч километров. Многорычажной подвеске при езде по неровностям требуется большее внимание. Если машина начала издавать стуки в передней или задней части, стоит осмотреть состояние рычагов и стайлентблоков. При наличии люфтов и свободного хода их следует заменить.

Стоимость новых рычагов на «Мерседес» в 124-м кузове составляет 120 долларов на одно колесо. Несмотря на большой возраст и низкую стоимость автомобиля, запчасти для него не стали дешевле. То же самое касается и других машин, на которых используется данный тип подвески. При нужен подъемник или смотровая яма. Обычно такие машины ремонтируются в сервисных центрах. А это дополнительные расходы.

Можно ли выявить проблему самому?

Если при движении автомобиля вы заметили характерные стуки, возможно, требуется ремонт подвески. Чтобы выяснить точную причину, нужна смотровая яма или эстакада. Если это передняя подвеска, осматриваем состояние На нем имеется пыльник. Если он треснул, нужна срочная замена. Иначе вся грязь попадет внутрь и придется покупать новый ШРУС в сборе.

Проверьте люфт в рулевых тягах. Осмотрите амортизаторы. Если на них имеются потеки, скорее всего, звук идет именно от них. Это значит, что клапан внутри амортизатора пробит и шток двигается произвольно. Сайлентблоки рычагов и стабилизатора поперечной устойчивости тоже не должны иметь люфтов. Осмотр задней подвески следует начать с амортизаторов. Далее проверяем и тяги. Часто элементы повреждаются в районе соприкосновения с выхлопной трубой.

Уделите этому месту особое внимание. Если глушитель бьет о кузов, есть характерные следы ударов, стоит заменить его подушку. В большинстве случаем проблема исчезает. Осмотрев состояние подвески, подведите итог, какие элементы вышли из строя и требуют замены. При отсутствии опыта рекомендуется обратиться в сервис.

Заключение

Итак, мы выяснили особенности многорычажной подвески. Как видите, она имеет множество недостатков. Но главное ее преимущество - это комфорт. То, как едет этот автомобиль, не сравнить ни с чем. Также он более маневренный. Если стоит выбор - балка или многорычажка, - стоит отталкиваться от бюджета. Последнюю подвеску надо брать только в случае, если вы готовы потратить как минимум 400 долларов на ее обслуживание.

– это комплекс механизмов, благодаря которым происходит эластичная связь среди колес и мостов автомобиля, снижение тяжести на несущие детали, а также регулировка позиции кузова во время езды.

Подвеска, это переходная составляющая между шасси автомобиля и поверхностью дороги. Главной задачей инженеров сделать так, чтобы подвеска обладала малым весом и обеспечивала необходимую безопасность автомобиля во время движения.

Двухрычажный тип подвески

Данный тип ходовой представляет собой схему двух рычагов, соединение которых производится с помощью поворотного кулака. Как правило, нижний рычаг установлен посредством сайлентблоков на подрамнике, а верхний установлен таким же образом, но уже на . Такая схема минимизирует раскачку и ход колес, а также небольшой угловой шаг при колебаниях вверх-вниз. Форма такой конструкции дает возможность любой оси отдельно чувствовать неровности и находиться вертикально относительно дороги, не передавая колебания противоположной оси.

Многорычажная подвеска

Схема данной подвески немного похожа на вышеупомянутую и пользуется всеми ее лучшими качествами. Такие типы подвесок по своей структуре сложнее и дороже, но отличаются большой пластичностью и превосходным координированием машины. Широкий перечень деталей (сайлентблоки и шаровые опоры) лучше других гасят неровности отечественных дорог. Все части прикреплены к подрамнику. А внушительные сайлентблоки между деталями и подрамником увеличивают изоляцию шума. Многорычажная независимая подвеска находит употребление чаще всего на легковых автомобилях S-класса. Она стабилизирует соприкосновение колес с самыми разными видами покрытия дорог и четко регулирует автомобиль в минуты изменения направления.

Плюсы многорычажной подвески

• Самостоятельная деятельность каждого колеса свободно от других;
• Небольшой вес;
• Суверенные поперечная и продольная корректировки;
• Отличная способность поворачивать;
• Идеальный вариант для полноприводных моделей авто.

Отрицательный момент – это сложность механизма, и, конечно же, дороговизна.

Подвеска McPherson

Однако, вопреки усовершенствованию, зависимые подвески отличаются одним моментом: при разгоне авто как бы «приседает», а вот при торможении опускается «нос», т.е. теряется баланс. Дабы устранить дисбаланс, применяются вспомогательные элементы направления.

Задняя зависимая подвеска

Традиционным образцом данной схемы работает задняя подвеска, у которой эластичными элементами оказываются винтовые пружины в форме цилиндра. Помимо этого, чтобы повысить процент стабильного управления, уменьшить наклон кузова при маневрах, а также улучшить гладкость хода, подвеска снабжена поперечной реактивной штангой.

Минус заключается во внушительной тяжести балки заднего моста. А если мост ведущий, то масса его еще больше, что становится серьезным ухудшением гладкости хода и приводит появлению колебаний.

Полузависимая задняя подвеска

Выполнена данная ходовая часть при участии двух продольных рычагов, в центре объединенные продольной балкой. Такая разновидность может быть задействована исключительно в задней части легковых автомобилей, но почти все они переднеприводные.

Преимущества конструкции в простоте монтирования, малогабаритных размерах и незначительном весе, а главное – обеспечивается наиболее оптимальное расположение колес на равноудаленном расстоянии.

Недостаток только один: данная конструкция беспрекословно подходит именно для пассивного заднего моста.

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 колес появилась значительно раньше автомобиля. Впервые она появилась еще на конных экипажах, предназначенных для более комфортного передвижения на большие расстояния. Количество колес таких экипажей было не менее четырех, поэтому их конструкторы вынуждены были предусмотреть возможность вертикального перемещения колес относительно кузова для преодоления неровных дорог.

Именно тогда появились первые конструкции подвесок, которые потом практически без изменений использовались в самых первых автомобилях, скорость которых не превышала 30 км/час. Но автомобили совершенствовались, скорости их движения быстро возрастали, и подход к конструкциям подвесок менялся.

Если на начальном этапе автомобилестроения подвеска рассматривалась только в качестве средства повышения комфортабельности движения, то с ростом скорости автомобилей всѐ большее внимание приходилось уделять вопросам управляемости. В третьем десятилетии 20 века проявилась тенденция создания независимой системы сначала передних, а впоследствии и задних колес автомобилей.

В настоящее время на легковых автомобилях применяется только независимая подвеска передних колес, которая может сочетаться с независимой, полунезависимой и зависимой системой задних. Несмотря на обилие применяемых в настоящее время схем, все они в настоящее время содержат следующие основные элементы:

• Направляющие элементы, обеспечивающие заданную траекторию перемещения колес относительно кузова;
• Упругие элементы, обеспечивающие необходимое усилие перемещения колес;
• Элементы, обеспечивающие гашение колебаний.

К направляющим элементам можно отнести рычаги, стойки, шаровые опоры и резинометаллические шарниры.

К упругим элементам можно отнести пружины, рессоры, торсионы и пневматические камеры.

К элементам, гасящим колебания можно отнести амортизаторы всех типов.

Изложенная выше классификация элементов в значительной мере условна, так как в разных типах подвесок некоторые детали могут совмещать несколько функций.

В качестве примера можно рассмотреть рессору, которая применялась ещё в каретах. Рессора может выполнять роль сразу всех трех основных элементов, так как взаимное трение ее листов позволяет достичь эффекта гашения колебаний, а участки рессор несимметричной формы можно использовать в качестве рычагов.

Именно этими свойствами рессор и объясняется их широкое распространение. Тем не менее, такое разделение основных элементов позволяет лучше понять зависимость изменения ее характеристик от замены какого-либо из вышеперечисленных элементов. То есть положение колес зависит от направляющих элементов, жесткость устройства подвески зависит от упругих элементов, а эффективность гашения колебаний – от амортизаторов.

Наиболее распространенные конструкции и устройство передней подвески

В настоящее время на легковых автомобилях малого и среднего классов наиболее распространенной является устройство типа Мак – Ферсон.

Устройство переднего узла такого типа показана на рисунке.

Главная особенность подвесок этого типа – совместное использование нижнего рычага и телескопической вертикальной стойки. В этой системе основная нагрузка от веса автомобиля передается на кузов в месте верхнего крепления телескопической стойки, так как упругий элемент (на рисунке пружина) располагается непосредственно на стойке.

Нижний рычаг треугольной формы контролирует траекторию перемещения колеса и передает на силовые элементы кузова продольные и поперечные усилия, возникающие при движении автомобиля. Такая система очень хорошо сочетается с приводом передних колес, так как ось вращения колеса проходит выше нижнего ее рычага.

Преимущества узла типа Мак – Ферсон следующие:

• Простота конструкции, позволяющая уменьшить количество деталей и их массу;
• Возможность увеличения ширины моторного отсека;
• Относительно малая трудоемкость обслуживания и ремонта.

Однако такой узел не лишен недостатков:

• Характер изменения угла развала при работе не оптимальный;
• Значительное изменение углов установки колес при изменении загрузки автомобиля;
• Верхняя точка крепления стоек ограничивает возможность понижения линии капота.

В автомобилях, на которых устанавливается такая передняя подвеска, чаще всего используют пружины в качестве упругих элементов. Амортизатор телескопического типа конструктивно выполняет дополнительно функцию направляющего элемента, поэтому штоки амортизаторов Мак – Ферсон имеют увеличенный диаметр.

Для компенсации изгибающих усилий, действующих на амортизатор, пружину на нем часто устанавливают под углом к оси штока (см. рисунок). Для уменьшения крена автомобиля при прохождении поворота предусматривается стабилизатор поперечной устойчивости. Чаще всего применяют стабилизатор торсионного типа из изогнутого стального прутка круглого сечения. Загнутые концы стабилизатора шарнирно соединяют с рычагами или стойками левого и правого колес.

Промежуточные опоры стабилизатора закрепляют на кузове или специальном подрамнике. При крене автомобиля балка стабилизатора работает на скручивание и перераспределяет часть усилия с наиболее нагруженного колеса на менее нагруженное, уменьшая таким образом крен автомобиля.

Соединение нижнего рычага с поворотным кулаком осуществляется через шаровую опору. Такое соединение позволяет не только изменять угол между поворотным кулаком и рычагом, но и поворачивать колесо при изменении направления движения.

Устройство шаровой опоры показано на рисунке:

Для того чтобы облегчить усилие поворота передних колес, в верхней опоре стойки применяют специальный опорный подшипник. Наиболее часто применяют упорный шарикоподшипник.

Для того чтобы стойка в процессе работы имела свободное угловое перемещение, опора содержит либо эластичный резиновый элемент, либо специальный шарнир. Схема устройства верхней опоры и действующих на нее сил показана на рисунке.

Под воздействием ударных знакопеременных нагрузок на подшипник может происходить усталостное разрушение деталей подшипника, что приводит к нарушению его работы.

Внешними признаками неисправности подшипника являются посторонние звуки при повороте колес под нагрузкой. В этом случае подшипник необходимо заменить. Кроме того, в процессе эксплуатации автомобиля может произойти разрушение резиновых элементов опоры.

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:

• обеспечивающие упругость. К ним относятся рессоры, пружины и торсионы;
• направляющие, определяющие перемещение колес, их связь с автомобилем и передачу боковых сил и моментов. В качестве таких деталей выступают рычаги: сдвоенные, поперечной и продольной устойчивости;
• гасящие, противодействующие элементам упругости и устраняющие их колебания. Для этого используют амортизаторы;
• элементы стабилизации, служащие для распределения боковой нагрузки в поворотах и уменьшения крена автомобиля. С подобными задачами справляются штанги с элементами крепления к кузову.

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:

• не самая лучшая управляемость из-за значительных подрессоренных масс при высоких скоростях движения;
• плохая курсовая устойчивость;
• недостаточный комфорт для легковых автомобилей.

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:

• хорошая управляемость;
• хорошая обратная связь при рулении;
• высокий уровень комфорта;
• малые крены;
• высокая скорость движения.

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:

• пневматическая стойка;
• компрессор;
• датчики и блок управления;
• воздушные магистрали.

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.