Виды подвесок автомобиля

Подвеска в автомобиле выполняет ряд важнейших функций:

• Обеспечивает упругое крепление колес к кузову (что позволяет им перемещаться относительно несущей части);
• Гасит колебания, получаемые колесами от дороги (тем самым достигается плавность хода авто);
• Обеспечивает постоянный контакт колеса с дорожным полотном (сказывается на управляемости и устойчивости);

С момента появления первого авто и по наше время было разработано несколько видов этой составляющей ходовой части. Но при этом создать идеальное решение, которое устраивало бы по всем параметрам и показателям так и не удалось. Поэтому из всех существующих типов подвесок автомобиля выделить какую-то одну невозможно. Ведь в каждой из них имеются свои положительные и отрицательные стороны, которые и предопределяют их использование.

В целом любая подвеска включает в себя три основных составляющих, каждая из которых выполняет свои функции:

1. Упругие элементы.
2. Демпфирующие.
3. Направляющие системы.

В задачу упругих элементов входит восприятие всех ударных нагрузок и плавная передача их на кузов. Дополнительно обеспечивают постоянный контакт колеса с дорогой. К этим элементам относятся пружины, торсионы, рессоры. Ввиду того, что последний тип – рессоры, практически сейчас не используются, далее рассматривать подвеску, в которой они использовались – не будем.

Наибольшее распространение в качестве упругих элементов получили витые пружины. На грузовых же авто нередко используется еще один вид – пневмоподушки.

Витые пружины подвески

Демпфирующие элементы используются в конструкции для гашения колебаний упругих элементов путем их поглощения и рассеивания, что предотвращает раскачивание кузова во время работы подвески. Эту задачу выполняют амортизаторы.

Передний и задний амортизаторы

Направляющие системы связывают колесо с несущей частью, обеспечивают возможность перемещения по требуемой траектории, при этом с удержанием его в заданном положении относительно кузова. К этим элементам относятся всевозможные рычаги, тяги, балки, и все остальные компоненты, принимающие участие создании подвижных соединений (сайлент-блоки, шаровые опоры, втулки и т. д.).

Хоть все перечисленные составляющие характерны для всех существующих типов подвесок автомобиля, но конструктивное исполнение этого компонента ходовой части – разное. Причем разница в устройстве оказывает влияние на эксплуатационные, технические параметры и характеристики.

В целом все использующиеся сейчас типы подвесок автомобиля делятся на две категории – зависимые и независимые. Также существует промежуточный вариант – полузависимая.

Продольные рычаги

Самый простой вариант независимой подвески — конструк­ция на паре продольных или косых рычагов. С нее начиналась история независимых подвесок. Каждое из колес одной оси прикреплено к большому продольному рычагу, закреплен­ному на раме или подрам­ни­ке с помощью шарниров, — так сделано на ранних Porsche, Ci­troёn 2CV, «горбатом» «За­по­рожце».

Конструкция простая и компактная, ее размещение под полом позволяет сохранить пространство салона или багажника — идеальный вариант для задней подвески компактных моделей. Однако при работе такой подвески в больших пределах меняет­ся колесная база автомобиля, на поворотах колеса наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. В отсутствие стабилизатора высокие скорости попросту опасны: уж очень велики крены. Кроме того, продольные рычаги подвергаются большим нагрузкам на кручение и изгиб.
Поэтому в наши дни чистую схему больших продольных рычагов используют редко, обы­чно на тех моделях, где кинема­ти­ка не особо важна, например в микроавтобусе Volkswagen Multivan.

Виды подвесок легковых автомобилей

Конструкция автомобиля за всё время его существования изменялась. Естественно, изобретались и новые виды подвески автомобиля. На данный момент насчитывается около 15 основных видов зависимых и независимых подвесок, и это не считая подвидов и вариаций!

Между тем, в современном автомобилестроении используются далеко не все из них. Мы расскажем вам о наиболее распространённых видах подвесок автомобилей.

Подвеска типа Макферсон

Подвеска с двойными поперечными рычагами

Многорычажные подвески

Многорычажные подвески являются одной из усовершенствованных разновидностей двухрычажной подвески. Многорычажная обычно используется в качестве задней подвески на заднеприводных автомобилях современного производства. Кроме того, виды передних подвесок современных представительских и спортивных автомобилей нередко базируются на основе многорычажной конструкции – это так называемые подвески на пространственных рычагах. Основное достоинство многорычажной подвески – это высокая плавность хода, прекрасная управляемость и низкий уровень шума. Но при этом она слишком сложна и громоздка.

Торсионная подвеска

Если вам требуется ремонт подвески, обращайтесь в техцентр «Лига»: низкие цены и высокое качество работ гарантируем!

Многорычажная подвеска

Данный тип подвески немного похож на двухрычажную схему, но он гораздо сложнее и совершеннее. Неудивительно, что к ней перекочевали и все достоинства предыдущего вида. Это набор из рычагов, сайлент-блоков и шарниров, которые крепятся на специальный подрамник. Большое количество шаровых опор и «сайлентов» обеспечивают не только завидную плавность хода, но и отлично гасят удары в случае резкого наезда на какое-либо препятствие, а еще они уменьшают уровень шума в салоне от колес.

При такой схеме достигается наилучшее сцепление покрышки с дорогой (любой тип покрытия), отточенная управляемость и плавность хода.

• малые неподрессоренные массы;
• оптимальная поворачиваемость колес;
• независимость каждого отдельного колеса от остальных;
• отдельные поперечные и продольные регулировки;
• хороший потенциал при условии полного привода.

Однако у многорычажной подвески есть один существенный недостаток – высокая стоимость. Хотя в последнее время наметился перелом: если раньше данный тип подвески применяли только на представительских авто, то сейчас ею оснащают даже машины гольф-класса.

Двухрычажная подвеска

Этот тип подвески автомобиля состоит из двух, как правило, треугольных рычагов, один из которых шарнирно подсоединен к раме, либо к подрамнику, а второй опирается на кузов. Упругий элемент находится между двумя рычагами. Его задача – гасить колебания. Также в состав упругого элемента входят телескопический амортизатор и пружина, установленная вертикально. Устройство автомобиля, а именно передней его подвески имеет конструктивные особенности, от которых зависит поведение машины на дороге. Наверно самым важным моментом является расположение А-образных рычагов и их длина.

Особенности конструкции

Конструктора автомобилей редко применяют короткие рычаги с одинаковой длиной, ведь при соприкосновении колес с неровностью на дороге произойдет не только вертикальный импульс, но и импульс по горизонтали. А это значит, что движение будет изменяться случайным образом, и управлять автомобилем будет крайне затруднительно. Конечно же, назначение подвески автомобиля – сохранять управляемость и плавность передвижения даже по самому разному покрытию. Теперь поговорим о плюсах и минусах данной системы.

Если сравнивать двухрычажную подвеску с популярной амортизаторной стойкой МакФерсона, то она обладает ощутимыми преимуществами: во-первых, акустический комфорт в салоне автомобиля выше, во-вторых, кузов меньше подвержен неровностям дороги из-за подрамника. Эта информация пригодится студентам автомобильных техникумов, если им понадобится сделать реферат на тему: как устроена подвеска автомобиля.

Естественно, что без недостатков тоже не обойтись: двухрычажная подвеска дороже МакФерсона не только в ремонте, но и в изготовлении. Также она требует более сложных решений кузова с деформируемыми областями, чтобы обеспечить необходимую безопасность для пассажиров и водителя.

Схема двухрычажки

McPherson

Такой тип подвески назван в честь изобретателя — американский инженер Эрл С. МакФерсон представил конструкцию в конце 1940-х. Его задачей было создать максимально простую в сборе схему передней независимой подвески и, нужно сказать, это получилось.

«МакФерсон» предложил крепить подвеску к подрамнику только в двух точках с каждой стороны. Для этого на каждое колесо в McPherson приходится по одному нижнему поперечному (треугольному) рычагу. Со стойкой амортизатора рычаг соединяется вертикальной тягой стабилизатора.

Традиционный верхний рычаг в «МакФерсоне» заменен на пружину и соосный с ним амортизатор в роли направляющего элемента. Конструкция соединяется с кузовом мягкой резиновой подушкой.

Сейчас еще распространен тип подвески «псевдо-МакФерсон». В ней единый нижний рычаг разделяется на два независимых. Это позволяет добиться достаточной жесткости. Но верхнего рычага по-прежнему нет, что не позволяет отнести такую подвеску к двухрычажной. Пример применения — Mercedes-Benz C-Klasse.

Встречаются и «трехрычажные» варианты, когда нижний рычаг «псевдо-МакФерсон» делится на 3 части. Обычно такое решение используют в задней подвеске японских автомобилей.

«МакФерсон» — самый популярный и массовый тип современной подвески. Это компактная конструкция, идеально подходящая машинам с поперечно установленным мотором. Такое решение простое и недорогое в конструировании.

К недостаткам конструкции относится не идеальный угол развала колес. Это происходит из-за вертикального хода колеса, когда нижний рычаг подвески описывает дугу. В результате точка контакта шины с дорожным покрытием постоянно смещается в стороны.

А еще подвеска McPherson чувствительна к дисбалансу колес и передает на кузов дорожные вибрации и шумы, что делает ее не слишком комфортной в плане плавности хода. Усиленное трение штока и амортизатора быстро «приканчивает» последний, поэтому долговечностью «МакФерсон» не отличается.

Функции подвесной системы

Рама и кузов автомобилей устанавливаются на переднюю и заднюю ось не напрямую, а посредством пружин и амортизаторов той или иной формы. Это необходимо для того, чтобы:

• амортизировать передаваемые дорожные удары и уменьшить вибрацию;
• обеспечить устойчивость автомобиля при крене во время движения;
• поддерживать правильную геометрию рулевого управления;
• создать хорошее сцепление с дорогой при движении, маневрах и торможении, повышая общую безопасность и производительность автомобиля.

Хотя компоненты подвески и их крепления, как правило, надежны, они не лишены недостатков, и со временем могут возникнуть проблемы. В сложную систему входят пружины, амортизаторы, стойки, рычаги управления и многое другое. Находясь под днищем автомобиля, эти детали постоянно подвергаются воздействию мусора, камней, «лежачих полицейских», выбоин и других дорожных факторов, потенциально способных повредить компоненты.

Требования к подвесной системе:

• минимальное отклонение от требуемой устойчивости;
• сопоставимость с другими компонентами, такими как рама, колесная база, привод, рулевой механизм;
• безотказность, износостойкость и долговечность;
• минимальный вес;
• низкая начальная стоимость;
• низкие затраты на обслуживание и эксплуатацию.

Чем больше, тем лучше

Любая подвеска с поперечными рычагами имеет свойство отклоняться при разгоне-торможении, меняя угол схождения колес. Особенно это касается задней подвески, которая несет львиную долю ответственности за прохо­ждение поворота и надежный выход из него. Самый верный способ уточнить кинематику — добавить рычагов, которые бы направляли колесо в нужных направлениях.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ Зачем нужны гибриды?

Пятирычажная передняя подвеска Audi — дальнейшее развитие классической схемы. Заметьте: единый когда-то верхний рычаг состоит из двух отдельных, каждый со своей шаровой опорой

Впервые заднюю мно­го­рычажную подвеску получил Mercedes-Benz 190 (W201) в 1982 году: классические два рычага «размножились» до целых пяти. Ныне многорычажные схемы — стандарт для задней подвески более-менее дорогого автомобиля. Поворотный кулак или ступица колеса сое­ди­няются с кузовом четырьмя и более рычага­ми. Изме­не­ние их формы дает возможность более гибкого под­хода при проектировании автомо­биля, размещении его ме­ханиз­мов и элементов кузова, а также позволяет задавать желаемые хара­ктери­сти­ки изменения раз­вала колес при движении. Недостат­ки — сло­жность расче­тов и трех­мер­ного проектирования геометрии подвески, а обилие деталей удорожает конструкцию.

Задняя подвеска Mercedes-Benz W201 — первая многорычажка на серийном автомобиле. Громоздко, но для заднеприводного автомобиля приемлемо: багажник все равно больше не сделать

В меру независящая

Во времена перехода от массового заднего привода к фронтальному встал вопрос, чем же заменить неразрезной задний мост, чтоб и ехала машина лучше, и в производстве была не очень дорога. Набиравший популярность McPherson обосновался на фронтальной оси, а задняя требовала решения более малогабаритного и дешевого, чем двухрычажная схема, но более надежного в упра­вляемости, чем на сто процентов независимые.

Полунезависимая пружинная опора Renault Fluence — редкий ныне пример использования таковой подвески на крупном европейском автомобиле

Ответ был найден в так называе­мой полунезависимой кон­струк­ции. Два колеса подвешиваются на про­дольных либо косых ры­чагах, которые крепятся к поперечной опоре с П-образным сечени­ем. Изгибаться такая перекладина не может (как и зависимая опора), а вот закручиваться по спирали — пожалуйста. Таким образом, спектр перемещений обоих колес зада­ется единым элементом: воз­мо­жно­стью этой самой балки скручива­ться. Связь меж колесами не та­кая уж жесткая, но она есть, благодаря чему не очень изя­щ­ный термин «полунезависимая» (можно ли быть чуть-чуть беременной?) в технической литера­туре называют более гро­моз­д­ким, но четким «независимая со связанными рычагами». Еще вариант — торсионно-рыча­жная, так как в большинстве европейских языков torsion — «скручивание».

И вот сейчас постарайтесь не запутаться: чистая торсионная опора, внешне выглядящая почти так же, как и пружинная опора, конструктивно устроена иначе. Упругим элементом выступают уже не закрепленные на рычагах пружины, а фактически торсион — проложенный внутри балки металлический пруток, который сопротивляется скручиванию и, следовательно, отклонению колес не ужаснее пружин. Такая подвеска получается сверхкомпактной: пружин нет, а рессоры можно установить чуть ли не пылай­зонтально. Благода­ря этому ба­гажник выходит огромным, правильной формы, без выпирающих «стаканов» — этим и славились французские хэтчбеки начиная с 70-х годов.

Citroёn Xsara Picasso с McPherson впереди и торсионной задней подвеской: обратите внимание, что пружин сзади нет совсем, а амортизаторы установлены под большим углом

Основная производственная сло­жность — конкретно изготовле­ние и обработка торсионных валов. Настройка маневренности торсионной подвески — дело благодарное (вспомним несмотря на то что бы Peugeot 306), но отнюдь не банальное, что подтвердил полный провал китайцев, скопировавших конструкцию, но не смогших правильно ее настроить.

Кстати, стержни торсионов имеют возможность располагаться и продольно. Тогда длина их будет не настолько жестко ограничена длиной балки, и в итоге подвеска выходит мягкой, нисколько не уступая по этому параметру пружинным либо рессорным конструкциям.