Подвеска автомобиля как элемент ходовой части

Подвеска автомобиля – это совокупность механизмов, которые обеспечивают упругую связь между рамой (или кузовом) и мостами или колесами машины, уменьшение динамических нагрузок на колеса и кузов, затухание их колебаний, а также настройку положения кузова авто в процессе движения. Подвеска транспортного средства выполняет тройную задачу: вести безопасно, мягко и точно. Другими словами, подвеске автомобиля необходимо обеспечивать активную безопасность, приемлемый комфорт и хорошую управляемость.

На автомобильную подвеску налагаются следующие требования:

• Кинематическая схема должна создать среду для возможно малого изменения углов установки колес и колеи, соответствие кинематики рулевого привода кинематике колес, исключающие колебания колес вокруг оси поворота;
• Упругая характеристика автомобильной подвески должна противодействовать «клевкам» при разгоне и торможении автомобиля, кренам при повороте, предоставлять плавность хода, а также отсутствие ударов в ограничители хода;
• Надежная передача от колес раме или кузову поперечных и продольных моментов и усилий;
• Оптимальная величина затухания колебания колес и кузова;
• Малая масса составляющих подвески и в большей степени неподрессоренных элементов;

Разновидностей подвесок существует довольно много, они классифицируются по виду направляющего аппарата (независимые и зависимые) и по виду упругих элементов (пневматические, рессорные, торсионные, пружинные и т.д.). Любая подвеска автомобиля обладает своими преимуществами и недостатками. Подвеска зависимого типа более дешевая и простая, имеет постоянную колею, но одновременно с этим балка не является подрессоренной, таким образом, отнести эту подвеску к «легким» нельзя. Также при противоположных ходах правого и левого колес одной оси выявляется значительный их наклон, следствием этого являются самопроизвольные колебания колес (эффект шимми). Подвески независимого типа обладают большими преимуществами, поэтому их использование сейчас очень распространено. Они различаются по количеству рычагов: свечные, многорычажные, двухрычажные, однорычажные. И по расположению плоскости качания колес: диагональная на косых рычагах, поперечная, продольная. К отдельному классу можно отнести так называемую полузависимую подвеску. Ее правильное название – подвеска автомобиля с закручивающейся балкой. В основном она используется в задней части переднеприводных бюджетных автомобилей. В подвеске транспортного средства можно выделить три большие группы элементов: демпфирующие – амортизаторы, упругие – стабилизаторы и пружины, направляющие – рычаги.

Амортизаторы, пружины и стабилизаторы являются основой во многих дискуссиях о ходовых качествах автомобиля. Перечисленные элементы определяют такие важные и ощутимые параметры, как характер управления и валкость, плавность хода. Конструкция подвески зачастую остается в тени, но по своему влиянию и значимости на поведение машины нисколько не уступает всем остальным факторам.

Конструкция автомобильной подвески задает направление движения колеса в процессе отбоя и сжатия. В идеальном случае данная траектория должна быть такой, чтобы колесо всегда занимало перпендикулярное положение относительно дороги, дабы площадь соприкосновения шины с дорожным покрытием была максимальна, но получить это при эксплуатации сложно – в процессе сжатия подвески колеса меняют развал, а во время поворота они вместе с кренящимся кузовом наклоняются в сторону. И чем больше отклонение колес, тем меньше площадь контакта шин. В итоге уровень сцепления с дорожным полотном и устойчивость автомобиля – параметры, определяемые конструкцией автомобильной подвески.

Почти также геометрия рычагов влияет на управляемость авто, только тут уже сказывается нестабильность схождения колес. Последствия – рысканье транспортного средства на неровных дорогах, склонность к недостаточной или избыточной поворачиваемости.

Колея автомобиля также оказывается непостоянной – даже незначительный ход подвески может стать причиной ее изменения в несколько сантиметров. Все это способствует увеличению сопротивления движения, ведет к увеличению топливного расхода и быстрому износу шин. Также при этом уменьшается устойчивость прямолинейного движения, так как сцепные характеристики шин «расходуются» не на удержание машины, а на сопротивление в стороны расходящимся колесам.

Конструкция подвески автомобиля влияет и на плавность движения. Во-первых, количеством неподрессоренных масс, в состав которых входит и масса всех рычагов, а во-вторых, собственным внутренним трением. Все дело в том, что большинство современных автомобильных подвесок, в особенности многорычажных, имеют способность двигаться исключительно благодаря деформации резинометаллических шарниров, а также сайлент-блоков, применяемых для прикрепления рычагов. Если сменить их на жесткие подшипники, то подвеска автомобиля станет «каменной», утратит все свои способности к передвижению, так как любой рычаг вокруг своего места крепления описывает окружность, которые, в свою очередь, пересекаются максимум в двух точках. При использовании резинометаллических шарниров удается получить более сложную кинематику рычагов и заставить подвеску автомобиля двигаться, но трение при этом увеличится. А чем оно больше, тем хуже будет происходить фильтрация неровностей.

Подвеска автомобиля влияет на уровень кренов машины (речь идет об амортизаторах и пружинах, а именно о схеме размещения рычагов). Конструктивная особенность рычагов задает центр поперечного крена – место, вокруг которого наклоняется автомобильный кузов. Данная точка обычно располагается ниже центра тяжести – места приложения силы инерции. Именно по расположению рычагов центр крена можно легко повысить, уменьшив или полностью устранив наклон автомобильного кузова. Если данная точка будет расположена выше центра тяжести – крен образуется вновь, только уже в обратную сторону – как у мотоцикла, внутрь поворота. Но это только в теории, на практике же действия по повышению центра крена сопровождаются некоторыми проблемами, например, слишком сильного изменения колеи, таким образом речь идет лишь о незначительном уменьшении кренов, но это того не стоит.

В итоге можно сказать, что проектирование автомобильной подвески – трудный и ответственный процесс, а выход – поиск компромисса.

Типы подвесок

Рассмотрим наиболее распространенные типы подвесок автомобиля.

Подвеска зависимого типа

Самая старый тип подвесок, зависимая подвеска применяется и сегодня, а ее главной отличительной особенностью неизменно остается достаточно жесткая связь колесных осей посредством простой балки или картера моста. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов применялись рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой, которая воспринимает боковые силы. Используется на задней оси переднеприводных бюджетных автомобилей, а также многих внедорожников.

Принято считать, что кроме невысокой стоимости, простоты использования преимуществами зависимая подвеска автомобиля не обладает – это совершенно не так. Ее плюсы – небольшой вес, если разговор идет о ведомой оси, достаточно высокий центр поперечного крена и самое главное – постоянство развала и колеи. Независимо от крена и раскачки на ровной дороге угол наклона колес к дорожной поверхности не изменяется, это значит, что в любых режимах машина имеет наилучшее сцепление с поверхностью. Хотелось бы сказать, что больше ни одна подвеска не может похвастаться подобными свойствами.

К сожалению, ситуация ухудшается на плохом дорожном покрытии – провал колеса в яму способствует изменению развала другого, а это уменьшает сцепные свойства. При движении прямо это не сильно ощутимо, но при повороте может привести к неожиданному заносу.

Также существуют значительные проблемы с управляемостью автомобиля. Разнонаправленный ход колес происходит с поворотом балки моста, что провоцирует плохую поворачиваемость и полное отсутствие стабильности на прямой. Также здесь тяга Панара дергает ось влево-вправо, что ухудшает ситуацию.

К счастью, это поправимо. Для того чтобы поперечина перестала разворачиваться, с каждой стороны вместо одного продольного рычага можно использовать два, расположенных по системе механизма Уатта. Устранить проблему осевых смещений поможет монтаж продольного рычага, удерживающего балку по центру вместо тяги Панара. Но на практике становится ясно, что такое изменение бессмысленно – конструкция заметно усложняется и требует больше места в высоту. А ведь главная область применения подвески зависимого типа – бюджетные автомобили.

Типичным представителем данной конструкции может быть задняя подвеска с винтовыми цилиндрическими пружинами в роли упругих элементов. В качестве примера можно рассмотреть конструкцию задних подвесок классических моделей "Жигули". Здесь с помощью двух винтовых пружин балка заднего моста "подвешивается", а также дополнительно прикрепляется к кузову автомобиля благодаря четырем продольным рычагам. Вдобавок к этому для увеличения плавности хода, повышения управляемости и уменьшения крена кузова при поворотах монтируется реактивная поперечная штанга.

Задняя полунезависимая подвеска

Это два продольных рычага, соединенные посередине поперечиной. Такой тип подвески используется только сзади, но практически на всех автомобилях с переднеприводной системой. Плюсы задней полунезависимой подвески: компактность, легкость монтажа, небольшой вес, как следствие – снижение "неподрессоренных масс" и самое главное достоинство – самая оптимальная кинематика колеса. Минус: подвеску такого типа можно использовать только на заднем не ведущем мосту.

Если же амортизатор и пружина конструктивно установлены по раздельности, пружина заменяется на пневмоэлемент с проставками нужной величины. Проставками подбирается максимальный и минимальный клиренс автомобиля. Если пружины и амортизаторы включены в единый узел, по типу передней стойки, то установка пневмоэлемента выполняется так же, как и на передней подвеске, т.е. одевается на шток амортизатора.

Подвеска на продольных рычагах

Среди подвесок независимого типа, где колеса не имеют жесткой связи между собой, такой тип подвесок является самой простой. Здесь каждое колесо удерживается за счет специального рычага, который, соответственно, воспринимает боковые и продольные усилия. При этом рычаг должен быть очень прочным и располагать широкой опорной базой – обычно он прикрепляется к кузову с помощью двух шарниров.

Во время работы подвески автомобиля такого типа колеса перемещаются только в продольной плоскости автомобиля, а их колея и схождения остаются неизменными. В каком-то плане это значительный плюс – на прямой машина экономичней и стабильней, но с другой стороны – при повороте колеса наклоняются вместе с кузовом, значительно уменьшая свои возможности в передаче боковых сил. Немаленькими получаются и крены – центр поперечного крена находится низко, на уровне дороги. Разумеется, ситуацию можно исправить путем монтажа мощного стабилизатора, но на разбитом дорожном полотне это чревато непредвиденной потерей устойчивости.

На основе вышесказанного можно было бы навсегда забыть про такую конструкцию, но при всем при этом она компактна и очень проста – отлично подходит для грузопассажирских коммерческих моделей. И совсем не проблема в том, что перед поворотом необходимо сбрасывать скорость, зато автомобиль экономичен, отлично управляется и стабилен на прямой.

Подвеска на поперечных двойных рычагах

Созданная в 30-х годах, данный тип подвесок автомобиля и сегодня выступает в качестве незаменимого компонента для спортивных автомобилей. Название подвески говорит о том, что колесо здесь удерживается на двух поперечно расположенных рычагах, которые крепятся к кузову или подрамнику. Плюсы конструкции данного типа – широкие возможности настройки. К примеру, изменяя угол наклона рычагов можно устанавливать высоту поперечного крена, а регулируя их длину – управлять изменением развала и колеи.

Обычно нижний рычаг делают длиннее верхнего, что при минимальном расширении колеи позволяет придать колесам отрицательный развал в процессе сжатия – говоря по другому, сделать так, чтобы в процессе сжатия подвеска "заваливала" верхнюю часть колеса внутрь. Нагруженное внешнее колесо теперь в повороте оказывается намного ближе к вертикали, так как отрицательный развал немного компенсирует наклон кузова и колеса. Чем дальше друг от друга находятся поперечные рычаги, тем меньше действующие силы в опорах и рычагах, другими словами – меньше податливость всех элементов, а также точнее кинематика подвески. Здесь также присутствует негативная сторона – изменяющийся развал значительно ухудшает условия работы покрышек в процессе торможения, когда подвеска сжимается. Поэтому инженерам приходится подумать и над продольным наклоном рычагов – при некотором их расположении подвеска может оказывать активное сопротивление клевку на торможении. Значительным плюсом данного типа подвесок также является возможность получения достаточно высокого центра крена. В этом случае его можно разместить на любой высоте; с определенного момента данный подъем вызывает непостоянство колеи на ходе сжатия.

В связи с относительно большой высотой подвеска двухрычажного типа чаще всего используется на передней оси. Ей можно придать более компактный вид, но для этого рычаги необходимо прикреплять к подрамнику, так как при их сближении друг с другом возрастает усилие на опоры. Таким образом, на задней оси, где совсем нежелательно отнимать свободное место у багажного отделения, подвеска двухрычажного типа собирается именно на подрамнике.

Такой тип подвесок представляет собой что-то среднее между зависимой подвеской автомобиля и вариантом на продольных рычагах. В ней также присутствуют продольные рычаги и поперечина, но находится она не на оси, как в подвеске зависимого типа, а смещена вперед, к опорам рычагов. Сама поперечина при этом, кроме восприятия боковых сил, также выполняет стабилизирующие функции, скручиваясь при разнонаправленном колесном ходе. Для этого на ней нанесено специальное U-образное сечение, делающее ее податливой на кручение и жесткой на изгиб.

С точки зрения кинематики подвеска полузависимого типа унаследовала все самое лучшее от своих предшественников. В случае равностороннего хода, на прямой, колеса не изменяют развал, двигаясь в соответствии с плоскостью кузова, а во время поворота при разноименном ходе развал колес меняется как относительно дорожной поверхности, так и кузова – продольные рычаги скручиваются поперечиной, частично препятствуя наклону колес и кузова. Величина данного «препятствования» выявляется положением поперечины – чем больше она смещена назад, тем меньше происходит отклонение колес от вертикали. Но не стоит перебарщивать, так как в предельном случае это будет уже подвеска зависимого типа с ее проблемами устойчивости и управляемости на плохой дороге. Также увеличивается нагрузка на продольные рычаги, которые при достаточно большой жесткости на изгиб должны предоставлять еще и значительно скручивание.

В итоге, с подвеской полузависимого типа внешнее колесо к повороту наклоняется гораздо сильнее, чем хотелось бы – последующие типы подвесок отличаются способностью удерживания колеса ближе к вертикали, предоставляя лучшее сцепление с дорожным полотном. Легкость и простота подвески полузависимого типа, неплохая устойчивость в поворотах и отличная стабильность на прямой, обеспечили ей высокую популярность. Большинство негабаритных автомобилей комплектуются именно этой задней подвеской. К недостаткам можно отнести только повышенные требования к области под днищем и незначительное противодействие поперечному наклону автомобильного кузова – центральная точка крена оказывается немного ниже, чем у подвески зависимого типа, хотя и немного выше, чем у схемы с продольно расположенными рычагами.

Подвеска на косых рычагах

Данный тип подвесок в наше время очень редок – ей на смену пришла многорычажная конструкция – однако до второй половины 90-х годов именно она использовалась на задней оси большей части дорогих заднеприводных мощных автомобилей.

Ее внешний вид очень прост: с каждой стороны располагается всего один косой рычаг, ось вращения которого имеет наклон, как в поперечном, так и в продольном направлении. Выбирая углы наклонов, а также длину рычагов, можно добиться разных кинематических свойств подвески – благодаря такой гибкости в настройках она пришлась по вкусу множеству разработчиков.

Следует сказать, что именно в этом она похожа на подвеску двухрычажного типа, но возможностей у последней больше. В частности, подвеска с применением косых рычагов не предоставляет относительного постоянства колеи – чем значительней необходим развал для выполнения поворотов, тем больше расширяется колея в процессе сжатия. Но в итоге ее отклонение оказывается намного меньше, чем в подвеске типа Макферсон, а кроме этого, кренится машина на косых рычагах гораздо меньше – центральную точку крена можно разместить высоко, а его местоположение в меньшей мере зависит от загрузки автомобиля. Кроме этого данная подвеска автомобиля отличается полезными свойствами для задней оси. Во-первых, она предотвращает крен машины на торможении, прижимая кузов к дороге. Во-вторых, благодаря ей можно воздействовать на характер управляемости, изменяя избыточную поворачиваемость, и наоборот. Для этого конструкторы подбирают необходимый угол поперечного наклона рычага, который влияет на схождение колес в процессе сжатия – положительное схождение способствует недостаточной поворачиваемости, а отрицательное схождение – избыточной. Разумеется, это тоже паллиативное решение, так как переменное схождение на волнистой прямой дороге означает нерациональное применение сцепных характеристик шин. И, несмотря на это, в разумных пределах данный механизм демонстрирует лучший баланс машины в повороте. Радикальный же метод – контролируемое электроникой схождение задних колес – обходится очень дорого.

Макферсон – наиболее известный тип подвесок на сегодняшний день. Это объясняется небольшой шириной, простотой конструкции и легкостью, что делает ее просто незаменимой в тесных условиях современных отсеков для двигателей. Но на задней оси, где вопрос о компактности уже не так актуален, она встречается редко – из-за существенных проблем с кинематикой.

Каждое колесо оборудовано всего одним рычагом. А это – минимум шаровых опор и сайлент-блоков, то есть максимум надежности и минимум веса. Нет необходимости в уменьшении неподрессоренных масс применять алюминий и прибегать к другим хитростям. Поперечный рычаг через сайлент-блоки прикрепляется к поперечной балке (подрамнику), через шаровую опору он соединяется с поворотным кулаком колеса. Функцию верхнего рычага здесь выполняет сам кузов транспортного средства, к которому прикрепляется амортизационная стойка. Лишившись верхнего рычага, подвеска утратила способность к смене развала колес при относительно стабильной колее, а регулировочные возможности резко уменьшились. Фактически инженерам приходится выбирать: или наклонить рычаг во внешнюю сторону и добиться благоприятного изменения развала ценой непостоянства колеи, или поместить его ближе к горизонтали, стабилизировав колею, уменьшив сцепление в поворотах. Зачастую придерживаются первого варианта, в котором также можно получить высокий центр крена. Следует сказать, что его положение выявляется все тем же наклоном рычага, поэтому здесь скрывается еще один минус – существенное увеличение кренов по степени загрузки транспортного средства, когда подвеска опускается вниз (проседает), и рычаг изменяет наклон. Это свойственно и другим видам подвески, но уже в меньшей степени, и поэтому для задней колесной оси, которая, как правило, и воспринимает дополнительную нагрузку, подвеска типа Макферсон применяется очень редко. Для автомобилей с системой переднего привода малого класса данная конструкция еще в течение длительного времени будет очень актуальна, даже хотя бы из-за ее компактности, но при создании автомобилей более высокого класса от Макферсон-схемы постепенно отказываются.

К минусам можно отнести достаточно высокое трение в амортизаторной стойке, что снижает фильтрацию дорожных шумов и неровностей, а также значительно усиливает нагрузку на брызговик через верхнюю опору амортизационной стойки. Как раз из-за этого Макферсон не встретить на внедорожных моделях, хотя она предоставляет большой ход колеса.

Кстати, на некоторых спортивных моделях такая подвеска используется, в частности на Porsche Cayman и 911 – жесткие пружины и амортизаторы ограничивают ход колес и минусы подвески почти не ощутимы.

Подвеска типа «Де Дион»

Желая как можно больше снять нагрузку с заднего моста, инженеры и конструкторы многих автомобильных фирм начали использовать подвеску типа «Де Дион», которая была названа в честь своего создателя, Альберта Де Диона. Ее главное отличие – картер основной передачи отделен от балки моста и присоединен непосредственно к кузову автомобиля. Крутящий момент теперь передается от силового агрегата к ведущей колесной паре через полуоси, которые качаются на ШРУСах ( шарнирах равных угловых скоростей ). Данная разновидность подвески может быть независимой и зависимой. Что-то похожее используется на внедорожниках, в конструкции передней части подвески независимого типа.

Но, невзирая на совершенствование конструкции, все подвески зависимого типа обладают одним существенным недостатком: проявляется несбалансированное поведение машины при торможении и старте. Автомобиль начинает «приседать» при сильном разгоне и «клевать» в процессе торможения. Для устранения данного эффекта стали использовать дополнительные направляющие механизмы.

Multillink (многорычажная подвеска)

На сегодняшний день данный тип подвесок является наиболее распространенной и применяется на передней и задней осях легкового автомобиля. Подвеска многорычажного типа устанавливается как на заднеприводные, так и на переднеприводные автомобили.

В отличие от всех остальных разновидностей, данный тип подвесок – понятие расплывчатое. Само ее название «многорычажная» не объясняет ее конструкцию. Несмотря на это, идея здесь одна – объединить преимущества двухрычажной подвески с достоинствами подвески на косых рычагах, то есть получить еще и подруливающий эффект при оптимальной кинематике. Соответственно, такую подвеску можно представить в качестве двухрычажной, которая оснащена косыми или продольными рычагами, «утягивающими» в ходе сжатия колесо в сторону для изменения схождения.

Устройство подвески автомобиля

Настало время рассмотреть устройство подвески автомобиля. Представим себя в автомобиле, двигающемся по неровной дороге, у которого колеса жестко связаны с рамой. Несмотря на воздух в шинах, демпферные подушки между рамой и кузовом, вибрация будет такая, как будто вы едете на телеге с деревянными колесами, а все вещи в салоне будут подпрыгивать по салону.

Вот именно для устранения вибрации и гашения колебаний служит подвеска автомобиля. Она как бы подвешивает колеса к раме вместо жесткого соединения колес и рамы.

На рисунке ниже представлено общее устройство подвески автомобиля.

Любая подвеска автомобиля обязательно состоит минимум из трех элементов. Отсутствие или неисправность одного из элементов нарушает работу подвески автомобиля.

Упругий элемент. Это опора для кузова, которая не допускает жесткой связи с направляющим элементом при колебаниях колеса.

Направляющий элемент отвечает за движение колеса в строго определенном направлении, исключая задевание колесом кузова или рамы.

Гасящий или демпфирующий элемент служит для быстрого и плавного прекращения колебаний колеса. Иначе бесчисленное множество неровностей заставит колебаться раму автомобиля столь же бесконечно, пока движется автомобиль.

Как видно на рисунке, эти три элемента образуют как бы треугольник, сторонами которого они и являются. А вершины треугольника – это места соединения элементов. Различают два вида подвески: зависимая и независимая. Их примеры показаны на рисунке ниже.

Зависимая подвеска автомобиля – более простая по конструкции. В ней пара колес связана жесткой сцепкой. И когда одно колесо легкового автомобиля проходит неровность, то часть нагрузки по принципу «качелей» передается на второе и наоборот.

В независимой подвеске автомобиля такого нет. Здесь каждое колесо испытывает собственную нагрузку и колебание, что минимально отражается на колебании рамы или кузова легкового автомобиля в целом при проезде незначительных неровностей. Но такой вариант имеет более сложную конструкцию.

Здесь было рассмотрено устройство подвески автомобиля. Теперь необходимо перейти к следующему разделу и рассмотреть работу подвески автомобиля.

Работа подвески автомобиля

Разобрав принцип работы подвески автомобиля, рассмотрим ее элементы отдельно и подробнее.

Гасящим элементом в подвеске автомобиля является амортизатор. Это — трубка, в которой находится жидкость, поршень ( см. работа поршня ) , входящий в трубку и пружина, расположенная на поршне. Чтобы нагляднее понять принцип работы амортизатора, вспомните обыкновенный велосипедный насос. Если перекрыть подачу воздуха ему и попытаться его прокачать – вы ощутите сопротивление воздуха, и ручка насоса после надавливания будет возвращаться обратно. Примерно то же происходит с амортизатором. При резком ударе (наезде на неровность) пружина сжимается, смягчая резкую нагрузку, делая ее более плавной, а жидкость в трубке, перетекая из одной полости в полость с поршнем эту нагрузку (колебание) полностью гасит. Для примера: каждый хоть раз видел, как хозяин любой машины пытался резко надавить на один из краев кузова и тут же отпускал его. Это элементарная проверка работы амортизатора. Если автомобиль после этой процедуры качнется 1-2 раза – амортизатор исправен, если больше – надо искать неисправность, так как амортизатор не гасит колебания пружины.

Направляющим элементом служит рычажно-шарнирные соединения. То есть это — несколько рычагов, имеющих как жесткое, так и шарнирное соединение, которые своей работой «заставляют» перемещаться колесо при колебаниях в нужном направлении, о чем мы упомянули ранее. Для примера можно взять ладонь человека. Пальцы – это и есть рычаги, а места сгибов – это шарниры. И если пальцы можно сжать в кулак, то выгнуть их фаланги наоборот или в сторону уже нельзя. Вот примерно по такому принципу и работает направляющий элемент.

Ну и наконец, упругий элемент. В зависимости от вида транспортного средства эти элементы имеют индивидуальные конструкции, основные виды которых представлены на рисунке ниже.

Так, у большегрузных машин, где нагрузка на оси довольно велика, применяют рессоры. Это вогнутые железные пластины, которые центром крепятся к креплению колеса, а краями – к раме автомобиля. За счет своей упругости они при прогибании все равно возвращаются в исходное положение, ослабляя резкую нагрузку на колесо. Количество и толщина пластин зависит от максимально возможной массы автомобиля с перевозимым грузом.

Про пружины мы уже говорили, когда рассматривали амортизатор. Разница в том, что у тяжелых машин пружины более мощные, и они крепятся рядом с амортизатором.

Ну и еще один тип упругого элемента – это пневмобаллон. Это — полость, накачанная воздухом, давление которого регулируется компрессором. Его работа основана на принципе любого мяча, который можно накачать до предела, а можно приспустить, чтобы он был мягче. Такой вариант применяется для большегрузных автомобилей, перевозящих различные грузы. Например, сегодня он везет крупногабаритный груз весом в 1 тонну, а завтра уже другой, массой в 10 тонн. Соответственно, и нагрузка на упругие элементы будет различаться в 10 раз. Вот чтобы не было таких перепадов, и применяют пневмобаллоны с регулированием давления воздуха.

Это только типичные варианты подвески, с которыми мы ознакомились. Современные конструкторы и инженеры придумывают еще более совершенные варианты, которые мы опустим. Поэтому переходим к заключительному элементу ходовой части, которое уже не раз упоминалось – это колеса.

Источники: http://avto-ustroistvo.ru/podveska.php

Схема подвески multilink с А-образным верхним рычагом

Многорычажная подвеска, или Multilink, – это результат усовершенствования двухрычажной независимой подвески легкового автомобиля. В отличие от стандартного исполнения, направляющие элементы представляют собой не единые V-образные рычаги, а отдельные независимые друг от друга детали. Их количество обычно варьируется от трех до пяти элементов.

При изготовлении учитываются особенности конструкции остальных элементов подвески и их взаимодействие. Благодаря схеме Multilink ступичный узел получает дополнительные точки крепления и повышенную подвижность, что значительно улучшает ходовые качества и общую управляемость автомобиля.

Впервые многорычажная конструкция подвески была применена на спортивном купе Porshe 928 в 1979 году. В 1982 году модернизированная схема была использована на модели Mercedes 190. Особенность работы многорычажной конструкции подвески обеспечила автомобилю отменное прохождение поворотов. Этого удалось достичь путем создания эффекта подруливания нагруженного заднего колеса на несколько градусов внутрь поворота. Позже многорычажую подвеску стали использовать и остальные автопроизводители.

Устройство передней подвески

Передняя подвеска Multilink состоит из следующих элементов:

• Поперечные рычаги: обеспечивают вертикальные перемещения колеса и изменение угла наклона ступичного узла в горизонтальной плоскости. В зависимости от схемы расположения, поперечные рычаги могут также ограничивать и продольные перемещения.
• Реактивные тяги: ограничивают перемещение ступицы в продольном направлении. Применяются преимущественно на задней многорычажной подвеске, в передней используются для усиления конструкции.

• Пружины: обеспечивают упругую связь подвески с кузовом автомобиля.

• Амортизаторы: предназначены для гашения колебаний.

• Стабилизатор поперечной устойчивости: компенсирует крены кузова при прохождении поворотов.

Наличие шаровых опор в креплениях рычагов и ступицы позволяет осуществлять поворот колеса. Верхние рычаги нередко делаются регулируемыми по длине, что дает расширенные возможности для настройки параметров углов установки колес.

Устройство задней подвески

Многорычажная подвеска для задней оси имеет аналогичную конструкцию, кроме возможности поворота ступицы (исключение – подруливающая задняя подвеска). Самая простая схема включает в себя два поперечных и один продольный нижний рычаг. Роль верхней опоры выполняет амортизационная стойка, соединенная со ступицей колеса. Данная конструкция подвески Multilink отличается относительной простотой и доступностью производства.

Среди различных вариантов задних многорычажных подвесок могут встречаться подвески, включающие до пяти рычагов. Один из нижних является несущим, удерживая пружину и вес кузова. Амортизатор и пружина могут устанавливаться раздельно, либо в виде стойки Макферсон. В работе независимой задней подвески Multilink также принимает участие и стабилизатор поперечной устойчивости.

Многорычажная подвеска может устанавливаться как на переднюю, так и на заднюю ось автомобиля. Независимые друг от друга верхние и нижние рычаги закреплены с одной стороны на кузове, с другой – на ступице колеса. Особенность работы данной подвески заключается в том, что ступица колеса способна изменять положение в горизонтальной плоскости, улучшая плавность хода на неровном покрытии и повышая устойчивость автомобиля при прохождении поворотов.

По сравнению с двухрычажной конструкцией, многорычажная подвеска имеет следующие плюсы:

• лучшая устойчивость автомобиля
• великолепная плавность хода
• отличное прохождение поворотов
• независимые поперечные и продольные регулировки углов положения ступицы

Минусы, обусловленные конструктивными особенностями передней подвески Multilink:

• громоздкость
• сложность и высокая стоимость изготовления
• меньшая надежность

Минусы применения схемы Multilink для передней подвески в виде удорожания автомобиля и дорогостоящего ремонта оправданы лишь при производстве дорогих автомобилей. Дополнительные рычаги сложной конструкции с шаровыми соединениями увеличивают стоимость всей схемы подвески. Также необходимо предусмотреть сложную структуру взаимодействия элементов, обладающих большей подвижностью, особенно при повороте колеса. В связи с этим передняя подвеска типа Multilink не применяется в основной массе легковых автомобилей, в производстве которых основными критериями остаются невысокая цена, надежность и ремонтопригодность.

Схема задней многорычажной подвески Honda Civic

Многорычажная подвеска для задних колес получила наибольшее распространение. По сравнению с усложненной конструкцией для передней оси, где необходимо обеспечивать поворот ступичного узла, стоимость изготовления задней подвески Multilink значительно ниже. Единственный дорогостоящий элемент – массивный несущий нижний рычаг, который воспринимает основную нагрузку. Остальные тяги и рычаги выполняют лишь роль направляющих.

Многорычажная подвеска может устанавливаться на моноприводные и полноприводные автомобили. В настоящее время она широко используется в производстве как легковых автомобилей, так и кроссоверов. Прогрессивная конструкция объединяет достоинства двухрычажной схемы – устойчивость и плавность хода, улучшая их благодаря раздельному расположению направляющих элементов. Подвеска Multilink позволяет повысить управляемость автомобиля, а также реализовать его наилучшее сцепление с дорожным покрытием.

Источники: http://techautoport.ru/hodovaya-chast/podveska/mnogorychazhnaya-podveska-multilink.html

В мире автомобилей уже давно сформировались некие представления относительно области применения того или иного типа подвески: двухрычажная – для спортивных моделей, зависимая – для внедорожников, полузависимая – для компактных авто, и т.д. Но чем обусловлены эти представления, да и верны ли они вообще? Попробуем разобраться.

Текст: Карелов Олег.

В подвеске автомобиля можно выделить три группы элементов: направляющие - рычаги, упругие - пружины и стабилизаторы, и демпфирующие - амортизаторы.

Две последних, то есть стабилизаторы, пружины и амортизаторы, являются краеугольным камнем в большинстве споров о ходовых качествах автомобилей. И это во многом справедливо, ведь перечисленные детали определяют столь ощутимые и важные параметры как плавность хода, валкость и характер управляемости. Конструкция же подвески - геометрия рычагов - зачастую остается в тени, хотя по своей значимости и влиянию на поведение автомобиля ничуть не уступает остальным факторам.

Итак, что же определяет конструкция подвески? Прежде всего, она задает траекторию движения колеса в ходе сжатия и отбоя. В идеальном случае эта траектория должна быть такой, чтобы колесо всегда оставалось перпендикулярным дороге, дабы площадь контакта шины с покрытием была максимальна. Однако, как мы увидим дальше, добиться этого удается редко – как правило, в процессе сжатия подвески у колес меняется развал, а в повороте они наклоняются в сторону вместе с кренящимся кузовом. И чем значительней их отклонение от вертикали, тем меньше пятно контакта шин. Таким образом, устойчивость автомобиля, уровень его сцепления с дорогой – параметры, всецело определяемые конструкцией подвески.

Схожим образом геометрия рычагов влияет и на управляемость, только здесь сказывается уже нестабильность схождения колес. Последствия представить нетрудно – на неровностях автомобиль начинает рыскать, а в повороте проявляется склонность к избыточной или недостаточной поворачиваемости. Впрочем, это явление можно использовать и во благо, компенсируя, например, склонность к сносу у переднеприводных моделей.

Два главных параметра подвески - развал и схождение.

Развал - это наклон плоскости колеса к перпендикуляру, восстановленному к плоскости дороги. Если верхняя часть колеса наклонена наружу автомобиля, то угол развала считается положительным, если внутрь – отрицательным.

Схождение - угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. Измеряться может как в градусах, так и в миллиметрах. В последнем случае под схождением понимают разность расстояний между передними кромками дисков и задними.

Непостоянной, как правило, оказывается и колея автомобиля – даже небольшой ход подвески может приводить к её изменению на пару сантиметров. Все это, разумеется, ведет к увеличению сопротивления движения, а, в конечном счете, и к росту расхода топлива и ускоренному износу шин. Но куда опаснее тот факт, что при этом снижается устойчивость прямолинейного движения, ведь сцепные свойства шин «расходуются» не на удержание автомоблия, а на сопротивление расходящимся в стороны колесам.

Сказывается конструкция подвески и на плавности хода. Во-первых, величиной неподрессоренных масс, куда входит и масса всех рычагов (хотя и не полностью, так как они одним концом крепятся к кузову), а, во-вторых, своим внутренним трением. Дело в том, что многие современные подвески, в особенности многорычажные, обладают способностью двигаться только за счет деформации резинометаллических шарниров, сайлент-блоков, используемых для крепления рычагов. Замени их на жесткие подшипники – и подвеска окаменеет, потеряет способность двигаться, ведь каждый из рычагов вокруг своей точки крепления описывает окружность, а эти окружности пересекаются максимум в двух точках. Применяя же резинометаллические шарниры (причем с варьирующейся жесткостью по разным направлениям), удается достичь более сложной кинематики рычагов и обеспечить-таки ход подвески, правда, одновременно увеличив и трение. А чем оно выше, тем хуже фильтрация неровностей.

Но куда удивительнее влияние подвески на уровень кренов автомобиля. Заметьте, речь идет не о пружинах и амортизаторах, а именно о схеме расположения рычагов! Оказывается, их конструкция задает центр поперечного крена – упрощенно говоря, точку, вокруг которой кренится кузов. Обычно она находится ниже центра тяжести – точки приложения силы инерции, а потому в повороте автомобиль наклоняется наружу. Однако, меняя расположение и наклон рычагов, центр крена можно повысить, уменьшив или даже полностью устранив наклон кузова. Если же эта точка окажется выше центра тяжести, то крен снова появится, но уже в обратную сторону - внутрь поворота, как у мотоцикла! Но это в теории, а на практике попытки повысить центр крена сопровождаются рядом проблем вроде слишком сильного изменения колеи, а потому речь идет лишь о некотором уменьшении кренов, но и оно того, безусловно, стоит.

Таким образом, проектирование подвески – задача очень ответственная и трудная, а её решение – это всегда поиск компромисса. А к каким решениям приводит этот поиск, мы сейчас и посмотрим. Ниже приведены описания наиболее распространенных современных подвесок.

Зависимая подвеска

Тонкие продольные рычаги и легкая поперечина – типичная конструкция зависимой задней подвески переднеприводного автомобиля. Вторая поперечина (фиолетового цвета) – стабилизатор поперечной устойчивости. Поперечная тяга Панара, удерживающая мост от бокового смещения, на рисунке не изображена.

Самая древняя, зависимая подвеска используется и до сих пор, а её отличительной чертой неизменно остается жесткая связь осей колес посредством картера моста или простой балки. Первоначально в качестве упругих и направляющих элементов использовались рессоры, но в современном исполнении связующая колеса поперечина удерживается двумя продольными рычагами (по одному с каждой стороны кузова) и поперечной тягой Панара, воспринимающей боковые силы. Применяется на задней оси многих внедорожников и недорогих переднеприводных автомобилей.

Принято считать, что кроме простоты и низкой стоимости, преимуществ у зависимой подвески нет, однако это далеко не так. К её плюсам можно отнести небольшой вес, если речь идет о ведомой оси, высокий центр поперечного крена и главное – постоянство колеи и развала. На ровной дороге, вне зависимости от раскачки и крена, угол наклона колес к поверхности не изменяется, а значит, в любых режимах автомобиль обладает наилучшим сцеплением с дорогой. Больше ни одна подвеска не обладает таким свойством!

К сожалению, ситуация резко портится на плохом покрытии – попадание одного колеса в яму ведет к изменению развала другого, что еще больше снижает сцепные свойства. На прямой это не так опасно, но в повороте чревато неожиданным заносом.

Кроме того, имеются большие проблемы с управляемостью. Разнонаправленный ход колес сопровождается поворотом балки моста (вследствие скрещивания продольных рычагов), что провоцирует недостаточную поворачиваемость и нестабильность на прямой. А тут еще и тяга Панара немного дергает ось вправо-влево, дополнительно ухудшая ситуацию.

В принципе, это поправимо. Чтобы поперечина не разворачивалась, вместо одного продольного рычага с каждой стороны можно использовать два, расположенных по схеме механизма Уатта. А избавиться от осевых смещений поможет, например, замена тяги Панара на продольный рычаг, удерживающий балку по центру. Но есть ли в этом смысл? Практика показывает, что нет – конструкция усложняется, ей требуется больше места по высоте. А ведь основная область применения зависимой подвески – недорогие автомобили.

На продольных рычагах

Предельная компактность такой подвески в некоторых случаях искупает недостатки её кинематики, но на легковых автомобилях она уже не используется.

Среди независимых подвесок – то есть тех, в которых колеса не имеют жесткой связи друг с другом – подвеска этого типа самая простая. Каждое колесо здесь удерживается одним продольным рычагом, воспринимающим, соответственно, продольные и боковые усилия. Рычаг при этом должен обладать большой прочностью и иметь широкую опорную базу – обычно он крепится к кузову на двух шарнирах.

В процессе работы такой подвески колеса перемещаются сторого в продольной плоскости автомобиля, а их схождение и колея остаются неизменными. С одной стороны, это плюс – на прямой автомобиль стабилен и экономичен, но с другой – в повороте колеса четко наклоняются вместе кузовом, существенно уменьшая возможности шин в передаче боковых сил. И крены получаются немаленькие – центр поперечного крена располагается очень низко, на уровне дороги. Конечно, ситуацию можно поправить, установив мощный стабилизатор, но на разбитом покрытии это чревато резкой потерей устойчивости.

Казалось бы, этого достаточно, чтобы навсегда поставить крест на такой конструкции, но при всем при этом она очень проста и компактна – в самый раз для коммерческих грузопассажирских моделей вроде Volkswagen Multivan. И ничего, что перед поворотом нужно сбрасывать скорость, зато автомобиль стабилен на прямой, адекватно управляется и весьма экономичен.

Торсионно-рычажная (полузависимая)

Широко разнесенные точки крепления к кузову – один из плюсов полузависимой подвески.

Данный тип подвески представляет собой нечто среднее между двумя предыдущими вариантами – подвеской на продольных рычагах и зависимой. В ней так же есть продольные рычаги и поперечина между ними, но расположена она не на оси колес, как в зависимой подвеске, а смещена вперед, ближе к опорам рычагов. При этом сама поперечина, помимо восприятия боковых сил, выполняет еще и функции стабилизатора, скручиваясь при разнонаправленном ходе колес. Для этого она имеет специальное сечение (обычно U-образное), делающее её жесткой на изгиб и податливой на кручение.

С точки зрения кинематики полузависимая подвеска взяла лучшее от своих прародителей. На прямой, в случае равностороннего хода, колеса не получают изменения развала, двигаясь четко в плоскости кузова, а в повороте, при разноименном ходе, их развал меняется как относительно дороги, так и кузова – поперечина скручивает продольные рычаги, частично препятствуя наклону колес вместе с кузовом. Степень этого «препятствования» определяется положением поперечины – чем сильнее она смещена назад, тем меньше колеса отклоняются от вертикали. Но перебарщивать не стоит – ведь в предельном случае это получится уже зависимая подвеска с её проблемами управляемости и устойчивости на плохой дороге. Кроме того, возрастает нагрузка на продольные рычаги, которые при огромной жесткости на изгиб должны допускать еще и значительное скручивание.

Таким образом, с полузависимой подвеской внешнее к повороту колесо наклоняется сильнее, чем того хотелось бы – последующие типы подвесок способны удерживать колесо ближе к вертикали, обеспечивая лучшее сцепление с дорогой. Однако они и сложнее. А простота полузависимой подвески вкупе с отличной стабильностью на прямой и неплохой устойчивостью в поворотах обеспечили ей огромную популярность – большинство небольших автомобилей оснащаются именно такой задней подвеской.

К минусам же можно отнести лишь повышенные требования к месту под днищем и недостаточное противодействие поперечному наклону кузова – центр крена оказывается ниже, чем у зависимой подвески, хотя и выше, чем у схемы с продольными рычагами.

На двойных рычагах

Пример двухрычажной передней подвески – для меньшей нагрузки на кузов рычаги находятся на большом удалении друг от друга, усложняя однако компоновку моторного отсека. Особенно трудно найти место для верхнего рычага.

Появившись в тридцатых годах, подвеска на двойных рычагах до сих пор остается неизменным компонентом спортивных автомобилей. Как следует из названия, колесо в ней удерживается на двух поперечных рычагах, крепящихся к подрамнику или непосредственно к кузову. Преимущества такой конструкции – очень широкие возможности для настройки. Например, варьируя угол наклона рычагов, можно задавать высоту поперечного крена, а, выбирая их длину – управлять изменением колеи и развала.

Как правило, верхний рычаг делают короче нижнего, что позволяет при минимальном расширении колеи придавать колесам отрицательный развал в ходе сжатия - проще говоря, сделать так, чтобы, сжимаясь, подвеска «заваливала» верх колеса внутрь. Теперь в повороте нагруженное внешнее колесо оказывается уже гораздо ближе к вертикали, поскольку отрицательный развал частично компенсирует наклон колеса вместе с кузовом. Конечно, в этом тоже есть негативная сторона – меняющийся развал ухудшает условия работы покрышек в момент торможения, когда подвеска так же сжимается. А потому конструкторам приходится поразмышлять и над продольным наклоном рычагов – при их определенном положении подвеска может активно препятствовать клевку на торможении.

Большим преимуществом подвески так же является возможность получения высокого центра крена. В данном случае его можно расположить на любой высоте, но с некоторого момента этот подъем вызывает непостоянство колеи на ходе сжатия.

Из-за относительно большой высоты двухрычажная подвеска чаще всего применяется на передней оси. Впрочем, её можно сделать и компактнее, но для этого рычаги уже нужно крепить к подрамнику, так как при их сближении возрастает усилие на опоры. Поэтому на задней оси, где нежелательно отнимать место у багажника, двухрычажная подвеска собирается именно на подрамнике.

Макферсон

Типичная конструкция передней подвески Макферсон с единственным Г-образным рычагом. Для улучшения кинематики его стараются сделать как можно длиннее, но места под двигателем немного.

Безо всякого преувеличения можно сказать, что Макферсон – наиболее популярный тип подвески в настоящий момент. Объясняется это простотой конструкции, легкостью и небольшой шириной, что делает её незаменимой в условиях тесноты современных моторных отсеков. Однако на задней оси, где требования к компактности уже не так актуальны, её встретишь нечасто. Почему?

Из-за проблем с кинематикой. В отличие от двухрычажной схемы в подвеске Макферсон остался только нижний поперечный рычаг, а вместо верхнего функции направляющего элемента исполняет амортизаторная стойка, упирающаяся в брызговик. Лишившись верхнего рычага, подвеска потеряла и способность к изменению развала при относительно стабильной колее, а возможности настройки резко сократились. Фактически конструкторам приходится выбирать: либо наклонить рычаг наружу и получить благоприятное изменение развала (то есть устойчивость в поворотах) ценой непостоянства колеи, либо расположить его ближе к горизонтали, и, наоборот, стабилизировать колею (то есть улучшить устойчивость на прямой), снизив сцепление в поворотах. Как правило, выбирают первый путь, в которого пользу говорит и возможность получения высокого центра крена. Кстати, его положение определяется все тем же наклоном рычага, а потому здесь кроется и еще одна неприятность – заметное увеличение кренов по мере загрузки автомобиля, когда подвеска проседает, и рычаг меняет наклон. Конечно, это характерно и для других типов подвески, но в гораздо в меньшей степени, а потому на задней оси, которая обычно и воспринимает дополнительный вес, Макферсон применяется редко.

К недостаткам можно отнести и повышенное трение в амортизаторной стойке, что ухудшает фильтрацию неровностей и дорожных шумов, а так же увеличивает нагрузку на брызговик. Именно поэтому подвеску Макферсон почти не встретишь на внедорожниках (исключение Range Rover), хотя она и обеспечивает большой ход колеса.

А вот на некоторые спортивные автомобили эта подвеска устанавливается, в частности на Porsche 911 и Cayman – жесткие амортизаторы и пружины ограничивают ход колес, и недостатки подвески почти не проявляются.

На косых рычагах

Подвеска BMW третьей серии 70-ых годов. Впоследствии она устанавливалась так же на пятую и седьмую серию и дожила до 1994 года с лишь с небольшими переделками, направленными на компенсацию тормозных и тяговых усилий.

Подвеска этого типа сейчас стала редкостью – её вытеснила многорычажная конструкция - однако до середины 90-ых годов именно она применялась на задней оси большинства дорогих мощных заднеприводных автомобилей.

На вид она очень проста: с каждой стороны всего по одному косому рычагу, ось вращения которого наклонена как в продольном, так и в поперечном направлении. Выбирая углы этих наклонов, а так же длины рычагов, можно получать различные кинематические свойства подвески – за эту гибкость настроек её и полюбили разработчики. Кстати, в этом она похожа на двухрычажную подвеску, хотя возможности последней все-таки больше. В частности, подвеска на косых рычагах не обеспечивает относительного постоянства колеи – чем большее изменение развала требуется для прохождения поворотов, тем сильнее расширяется колея в ходе сжатия. Но все же её отклонение оказывается меньше, чем в подвеске Макферсон, а, кроме того, кренится автомобиль на косых рычагах меньше – центр крена можно расположить высоко, а его положение в меньшей степени зависит от загрузки машины.

Помимо этого подвеска обладает очень полезными для задней оси свойствами. Во-первых, она препятствует крену автомобиля на торможении, прижимая в этот момент кузов к земле. А, во-вторых, с её помощью можно влиять на характер управляемости, изменяя недостаточную поворачиваемость на избыточную и наоборот. Для этого инженеры подбирают угол поперечного наклона рычага, от которого зависит схождение колес в ходе сжатия – положительное схождение вызывает недостаточную поворачиваемость, а отрицательное – избыточную. Конечно, это тоже паллиативное решение, ведь переменное схождение на прямой волнистой дороге означает лишь нерациональное использование сцепных свойств шин. И, тем не менее, в разумных пределах этот механизм оправдывает себя лучшим балансом автомобиля в повороте. Радикальный же способ – управляемое электроникой схождение задних колес (как в новой «семерке» BMW) - обходится слишком дорого.

Многорычажная

Пример несложной многорычажной подвески – два продольных рычага задают оптимальную кривую изменения колеи и развала, а податливый на кручение продольный рычаг обеспечивает подруливающий эффект.

В отличие от остальных многорычажная подвеска – понятие довольно расплывчатое. Даже в самом названии «многорычажная» отсутствует какое-либо четкое указание на конструкцию. И, тем не менее, идея здесь всегда одна – объединить достоинства двухрычажной подвески с преимуществами подвески на косых рычагах, то есть при оптимальной кинематике добиться еще и подруливающего эффекта. Соответственно, многорычажную подвеску можно представить как двухрычажную, в которую добавлены продольные или (реже) косые рычаги, «утягивающие» колесо в сторону в ходе сжатия для изменения схождения. Чтобы все это правильно двигалось, инженерам важно рассчитать податливость рычагов и жесткость шарниров, а для минимизации размеров конструкции – смонтировать подвеску на подрамнике.

Применяется многорычажная подвеска на задней оси передне- и заднеприводных автомобилей. При этом в первом случае она настраивается на нейтрализацию недостаточной поворачиваемости, а во втором – на борьбу с избыточной.

Есть ли у подвески недостатки? Если не говорить об очевидной сложности и дороговизне, то остается два минуса: худшая фильтрация неровностей из-за внутреннего трения (о котором говорилось в начале статьи) и повышенные неподрессоренные массы. Впрочем, с последним активно борются, применяя легкие сплавы и оптимизируя конструкцию – обычно в подвеске есть только один массивный рычаг, воспринимающий большинство нагрузок, а остальные лишь играют роль направляющих, а потому и делаются очень тонкими и легкими.

Заключение

Как водится, в заключении принято подводить итоги и расставлять всё по местам. Но, как мы уже убедились, в случае с подвеской это не так просто. Все конструкции имеют свои особенности, определяющие их уникальные плюсы и минусы. А потому можно лишь говорить об универсальности, балансе характеристик, и в этом случае однозначными лидерами оказываются двухрычажные и многорычажные подвески. Немного им уступают конструкции на косых рычагах и Макферсон – их кинематика менее совершенна (особенно у Макферсона), но они просты и не требовательны к месту. Далее можно расположить полузависимую подвеску, которая при всей своей простоте и дешевизне все же обеспечивает приемлемую кинематику. Ну, а замыкают список подвески на продольных рычагах и зависимые – уж слишком специфичны должны быть условия, оправдывающие их применение.

Зигфрид Александрович | 2011-04-27 15:47:05

Леван Багдасаров | 2011-06-25 12:43:57

Прошу ответ прислать мне на сайт - если можно. Заранее благодарен.

Олег Карелов | 2011-06-25 15:35:49

Александр | 2012-11-09 03:16:07

gucci store | 2013-08-19 09:46:41

gucci store http://www.candybagsstore.com

hermes belt outlet uk | 2014-02-22 11:17:11

hermes belt outlet uk http://bartonsclub93.com/hermes-belt-outlet-uk-hermes-h-belt-uk-9584.asp

hermes portugal | 2014-03-11 18:07:54

hermes portugal http://alex.skalberg.dk/images/popular-hermes-freising-birkin-to-add-your-elegance.aspx

Центр продольного крена

Наряду с центром поперечного крена, конструкция подвески задает и центр продольного крена – точку, вокруг которой наклоняется кузов в момент торможения или разгона. И при определенном положении этой точки подвеска может препятствовать нарастанию кренов, отжимая или прижимая кузов в нужных местах. Однако такими возможностями обладают не все подвески. Наиболее эффективны в этом плане – подвеска на косых рычагах, на двойных рычагах и многорычажная. Они позволяют располагать центры крена именно там, где нужно. Возможности Макферсона скромнее – диапазон регулировок уже. А вот подвеска на продольных рычагах в настройках не нуждается – центр продольного крена и так распложен в оптимальном месте. Зависимая же и полузависимая подвеска с креном бороться не позволяют – центр крена у них находится в бесконечности.

Тяга Панара

Тяга Панара – наиболее частый способ крепления балки или картера редуктора в зависимой подвеске. Поскольку вокруг точки крепления к кузову тяга описывает дугу, кузов получает небольшое смещение в сторону в процессе хода подвески. Чтобы минимизировать этот эффект, тягу делают предельно длинной и располагают близко к горизонтали. Однако на этом недостатки не исчерпываются. В поворотах автомобиль с тягой Панара еще и неодинаково кренится в разные стороны - в одном из случаев тяга отжимает кузов вверх, а в другом тянет вниз.

К плюсам же можно отнести простоту и возможность получения относительно высокого центра поперечного крена, правда, ценой большего бокового смещения моста.

Механизм Уатта

Альтернатива тяге Панара – механизм Уатта, избавляющий задний мост от боковых смещений. Однако и у него есть свои недостатки – это бОльшая сложность и повышенные крены кузова. При этом последнее проявляется как по причине понижения центра поперечного крена, так и за счет составляющих боковых сил, отжимающих кузов вверх. Таким образом, применяется механизм Уатта довольно редко.

Перед разработчиками полузависимой подвески стоит трудный вопрос: как при большой жесткости на изгиб и сжатие обеспечить податливость рычагов на кручение? В поисках ответа некоторые прибегают к дополнительным поперечным тягам для восприятия боковых нагрузок. Например, в подвеске нового Opel Astra для этого использован механизм Уатта - так упрощаются требования к профилю рычагов, и легче обеспечивается нужная кинематика подвески.

Стремясь уменьшить высоту двухрычажной подвески, некоторые разработчики находили оригинальные решения. Например, на автомобилях Jaguar в задней подвеске долгое время вместо верхних рычагов использовались полуоси! Правда, из-за этого приходилось применять в полуосях карданные передачи, что ограничивало ход подвески (при увеличении углов между валами, соединенными карданной передачей, возникает несинхронность их вращения).

В дорогих седанах BMW и Mercedes применяются немного модифицированные подвески Макферсон. В частности, у них не поперечный один рычаг, а два, причем точки их крепления к поворотному кулаку разнесены. Соответственно, при повороте колеса происходит и изменение плеча обкатки, что позволяет получить прогрессивный рост стабилизирующего усилия на руле, не утяжеляя «баранку» в нулевом положении. Кроме того, улучшаются и возможности подвески по противодействию продольному крену.

Пример задней подвески типа Макферсон. В отличие от передней оси места здесь уже больше, и разработчики не упускают возможность сделать рычаги подлиннее, дабы улучшить кинематику подвески. А чтобы жесткость крепления колеса не уменьшалась, устанавливают дополнительные продольные рычаги.

Нет кренов – нет проблем?

Жесткость подвески часто пытаются ассоциировать со спортивностью. Но, как правило, за этим стоит лишь желание спрятать недостатки кинематики подвески, ведь чем жестче упругие элементы, тем короче при прочих равных её ход, и тем меньше нежелательное отклонение колес от оптимального положения. Иными словами, ужесточив даже самую неудачную подвеску, можно добиться отличного сцепления с дорогой. Правда, только до тех пор, пока под колесами идеально ровный асфальт - первая же колдобина может полностью дестабилизировать автомобиль и сорвать его с траектории – сильный удар подбросит кузов и разгрузит колеса, резко понизив сцепление с дорогой. Таким образом, жесткость и спортивность – понятия отнюдь не родственные.

Источники: http://magazine.autotechnic.su/technology/suspension/suspension.html