Назначение, устройство и виды подвесок автомобиля
Подвеска автомобиля представляет собой совокупность элементов, обеспечивающих упругую связь между кузовом (рамой) и колесами (мостами) автомобиля. Главным образом подвеска предназначена для снижения интенсивности вибрации и динамических нагрузок (ударов, толчков), действующих на человека, перевозимый груз или элементы конструкции автомобиля при его движении по неровной дороге. В то же время она должна обеспечивать постоянный контакт колеса с дорожной поверхностью и эффективно передавать ведущее усилие и тормозную силу без отклонения колес от соответствующего положения. Правильная работа подвески делает управление автомобилем комфортным и безопасным. Несмотря на кажущуюся простоту, подвеска является одной из важнейших систем современного автомобиля и за историю своего существования претерпела значительные изменения и усовершенствования.
История появления
Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.
Первым способом создать упругую “прослойку” между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.
Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.
Основные функции и характеристики подвески автомобиля
У каждой подвески существуют свои особенности и рабочие качества, которые напрямую влияют на управляемость, комфорт и безопасность пассажиров. Однако любая подвеска вне зависимости от своего типа должна выполнять следующие функции:
Жесткая подвеска автомобиля подходит для динамичной езды, при которой требуется мгновенная и точная реакция на действия водителя. Она обеспечивает небольшой дорожный просвет, максимальную устойчивость, сопротивляемость крену и раскачиванию кузова. Применяется в основном на спортивных автомобилях.
В большинстве легковых авто применяется мягкая подвеска. Она максимально сглаживает неровности, однако делает автомобиль несколько валким и хуже управляемым. Если требуется регулируемая жесткость, на автомобиль монтируется винтовая подвеска. Она представляет собой стойки-амортизаторы с изменяемой силой натяжения пружины.
Ход подвески – расстояние от крайнего верхнего положения колеса при сжатии до крайнего нижнего при вывешивании колес. Ход подвески во многом определяет “внедорожные” возможности автомобиля. Чем больше его величина, тем большее препятствие можно преодолеть без удара об ограничитель или без провисания ведущих колес.
Устройство подвески
Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:
Классификация подвесок
В основном подвески подразделяются на два больших типа: зависимые и независимые. Данная классификация определяется кинематической схемой направляющего устройства подвески.
Зависимая подвеска
Колеса жестко связаны посредством балки или неразрезного моста. Вертикальное положение пары колес относительно общей оси не изменяется, передние колеса – поворотные. Устройство задней подвески аналогичное. Бывает рессорная, пружинная или пневматическая. В случае установки пружин или пневмобаллонов необходимо применение специальных тяг для фиксирования мостов от перемещения.
Независимая подвеска
Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.
Полузависимая подвеска или торсионная балка – это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.
Виды независимых подвесок
МакФерсон
Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.
Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.
Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.
Двухрычажная передняя подвеска
Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.
Пневматическая подвеска
Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.
Гидравлическая подвеска
Амортизаторы подключены к единому замкнутому контуру с гидравлической жидкостью. Гидравлическая подвеска дает возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.
Спортивные независимые подвески
Винтовая подвеска, или койловеры – амортизационные стойки с возможностью настройки жесткости прямо на автомобиле. Благодаря резьбовому соединению нижнего упора пружины можно регулировать ее высоту, а также величину дорожного просвета.
Подвески типа push-rod и pull-rod
Данные устройства разрабатывались для гоночных автомобилей с открытыми колесами. В основе – двухрычажная схема. Основная особенность заключается в том, что демпфирующие элементы расположены внутри кузова. Конструкция данных типов подвески очень схожа, отличие заключается лишь в расположении воспринимающих нагрузку элементов.
Спортивная подвеска push-rod: воспринимающий нагрузку элемент – толкатель, работает на сжатие.
Спортивная подвеска pull-rod: воспринимающий нагрузку элемент работает на растяжение.
Такая конструкция снижает центр тяжести и обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля. Подвеска pull-rod имеет более низкий центр тяжести, чем push-rod. Однако на практике их общая эффективность примерно одинакова.
Виды и типы подвесок автомобилей
Подвеска, наряду с двигателем и кузовом, – это одна из важнейших составляющих автомобиля. Именно к ней приковано внимание множества конструкторов и инженеров. Типы подвесок автомобилей бывают разными, что зависит от вида авто (легковое или грузовик), привода (передний, задний, полный), сегмента, который занимает модель, и, конечно же, цены на машину.
Существует множество типов подвесок. Некоторые использовались ранее, другие применяются и сейчас, так что необходимо рассмотреть те типы, которые получили наибольшее распространение в современном автомобилестроении:
Подвеска типа McPherson
Данный тип подвески был разработан еще в 1960 году инженером Эрлом Макферсоном, в честь которого и получила свое название. Она имеет несколько основных частей:
Телескопический амортизатор называют еще «качающаяся свеча», потому как к кузову он крепится посредством шарнира и может качаться, когда колесо двигается вниз и вверх. Если интересно, можете почитать, как проверить амортизаторы.
Данный тип подвески имеет свои недостатки (значительное изменение угла развала колес), но он чрезвычайно популярен благодаря демократичной цене, невысокой сложности и надежности.
Двухрычажная подвеска
Это одна из самых совершенных схем. Она представляет собой подвеску с 2-мя рычагами разной длины (длинный нижний и короткий верхний), что гарантирует автомобилю прекрасную поперечную устойчивость на дороге и минимальный износ покрышек (поперечные перемещения всего колеса незначительны).
Это значит, что каждое отдельное колесо воспринимает ямы и бугры независимо от остальных, что позволяет сохранять максимально вертикальное отношение к дорожному покрытию и оптимальное сцепление покрышки с поверхностью дороги.
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.
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.
Адаптивная подвеска
Такая подвеска в корне отличается от остальных типов. Строго говоря, создание адаптивной схемы не было настоящей революцией, так как за основу была принята гидропневматическая подвеска, реализованная на автомобилях Citroen и Mercedes-Benz.
Но в те времена она была довольно примитивной, тяжелой и занимала слишком много места. На сегодняшний день от всех этих недостатков конструкторы смогли избавиться. Единственный минус подобного подхода заключается в его сложности.
Что касается достоинств, то их масса:
Различные концерны используют свои схемы такой подвески, но общие черты у них одинаковы. Это потому, что любая адаптивная конструкция имеет в своем составе следующие компоненты:
Блок управления анализирует ситуацию на основе данных, полученных от датчиков, и посылает команды на стабилизатор и амортизаторы (зависит от дорожных условий). Все это происходит практически моментально. Кроме этого, варианты работы подвески можно настраивать и самому.
Подвеска типа «Де Дион»
Этот тип, равно как и подвеска McPherson, был назван в честь изобретателя. Им стал француз Альберт Де Дион. Цель данного типа подвески – максимально снизить нагрузку на задний мост автомобиля, путем отделения картера главной передачи. Если раньше он крепился к самой балке моста, то в данном случае картер держится непосредственно на кузове.
Это позволяет передавать крутящий момент посредством полуосей, закрепленных на ШРУСах, и сделать подвеску как независимой, так и зависимой.
Но от главных недостатков всех зависимых вариантов подвески, типу «Де Дион» избавиться не удалось. К примеру, затормозить без «клевков» практически невозможно, а при резком старте машина просто «приседает» на задние колеса.
Несмотря на попытки ликвидации этих недостатков путем установки дополнительных элементов (направляющих), несбалансированное поведение авто остается главной проблемой.
Задняя зависимая подвеска
Данный тип – характерная черта «классики» Жигулей. Особенностью сей конструкции являются цилиндрические винтовые пружины, играющие роль упругих элементов. По сути, балка заднего моста не только «висит» на этих 2-х пружинах, но и фиксируется к кузову посредством 4-х продольных рычагов. Дополняет этот набор реактивная поперечная штанга, которая обязана гасить крены кузова и улучшать показатели управляемости.
Комфорт и плавность хода оставляют желать лучшего, по причине большого веса самого заднего моста и неподрессоренных масс. Это особенно актуально в тех случаях, когда задний мост оказывается ведущим, так как к балке крепят редуктор, картер главной передачи и другие компоненты.
Полузависимая задняя подвеска
Данная схема получила широкое распространение и используется в конструкции большинства современных полноприводных машин. Она представляет из себя два продольных рычага, которые в центре крепятся к поперечине. У такого типа подвески много преимуществ:
Минус этой конструкции только один – невозможность применения на заднеприводных автомобилях.
Подвески пикапов и внедорожников
В различных моделях джипов конструкторы идут разными путями. Это зависит от веса и назначения внедорожника. Возможны три варианта используемых подвесок:
Как правило, задняя ось оснащается либо рессорной, либо пружинной подвеской, которые сочетаются с жесткими неразрезными мостами. Рессоры идут в ход при создании пикапов или тяжелых джипов, так как они надежны, неприхотливы и в состоянии выдержать нешуточную нагрузку. Кроме того, такая схема довольно дешева, что стало причиной оснащения рессорами некоторых бюджетных авто. Подробная информация о достоинствах и недостатках рессорной подвески.
Пружинная схема отличается мягкостью и длинноходностью. Она более ориентирована на комфорт и ставится на легкие джипы. Относительно сложности конструкции – она лишь немного сложнее рессорной.
Что касается передней оси, то здесь, в большинстве случаев, используются торсионные или зависимые пружинные схемы. Встречается, конечно, и оснащение джипов жесткими неразрезными мостами, но такое решение в наши дни наблюдается довольно редко.
Подвески грузовиков
Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.
Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.
Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.
Подводя итог отметим, что рассмотренные типы подвесок автомобилей не являются исчерпывающим списком, но в наши дни они наиболее популярны, как в отечественном, так и в мировом автомобилестроении.
Какие виды подвесок автомобиля существуют – разберём самые популярные
Прочитав до конца материал, вы будите знать, какие виды подвесок автомобиля сегодня существуют. Почему независимая схема может быть плохим выбором именно для вас и почему. Зачем нужны пневматическая и магнитная ходовая, в чём преимущества и недостатки. Какую лучше выбрать, покупая себе машину, чтобы не переплатить за бесполезную «ходовку».
Зависимая
Самой первой, которая берёт своё начало с гужевых повозок – зависимый вид автомобильной подвески. Эта схема устаревшая, но до сих пор применяется в грузовом и легковом транспорте.
Она прославилась своей надежностью и не прихотливостью в эксплуатации. Есть ряд недостатков, о них поговорим ниже. Главным плюсом этого типа подвески является – надежное соединение двух колес, расположенных на одной оси. Ниже вероятность «потерять» одно из колёс по дороге. Это гарантирует их параллельное расположение относительно друг друга и кузова.
Классический пример – зависимая задняя подвеска ВАЗ 2107. В её конструкции представлен неразрезной мост. Простыми словами – цельная труба, «мёртво» связывающая два колеса.
При таком типе они полностью зависят друг от друга. Изменение горизонтального положения левого колеса, сказывается на расположении в горизонтальной плоскости правого колеса. В связи с этим, возникают определенные сложности.
Недостатки
Увеличение крена кузова при прохождении поворотов, особенно на большой скорости. Дискомфорт на неровной дороге, элементы подвески стараются сгладить его, но подобная схема не позволяет его полностью убрать.
Так как колеса жёстко «сидят» на мосту строго вертикально, при наезде на яму, они наклоняются вместе с мостом, меняя угол относительно поверхности. Наклоняясь, уменьшается пятно контакта с дорогой. Это сказывается на управляемости и безопасности движения.
Данный вид имеет массивную конструкцию. Это требует дополнительного места под кузовом. Сзади машины он не позволяет увеличить объём багажника. Если используется в передней подвеске – уменьшается полезный объём подкапотного пространства. Из-за этого производителям приходится поднимать двигатель и его узлы, что поднимает центр тяжести автомобиля. Это ухудшает устойчивость кузова в поворотах и управляемость транспортом в целом.
Достоинства
Какие бывают зависимые подвески автомобиля
Рессорная и пружинная. Первый тип можно разделить на два вида:
Такой тип ходовой отличается большой выносливостью. Он позволяет не просто возить большие грузы, но и долго это делать. Рессорная пластина выдерживает большие нагрузки и не теряет своих упругих свойств.
Пружинная подвеска более комфортная. Пружины занимают меньше места под кузовом машины. Они легче, что снижает общую массу авто. Их проще обслуживать и менять. Недостаток один – на них нельзя долго возить большие грузы. Они быстро «просаживаются», теряют эластичность. Характерный признак этого – сзади сидят три человека, и слышно, как колесо трется об подкрылок.
С направляющими рычагами
В большинстве случаев применяется схема с четырьмя направляющими рычагами и тягой Панара. Она состоит из верхних и нижних рычагов, лучше их называть штангами, которые расположены вдоль кузова автомобиля.
Тяга Панара крепится на балке моста поперёк кузова. Она нужна для удержания моста он поперечных смещений, особенно во время поворотов. Продольные штанги фиксируют мост. Они не дают одному из колёс «уйти» вперед или назад, мост всегда остается строго поперёк кузова.
В некоторых случаях, рычаги такого вида подвески автомобиля располагают под небольшим углом, относительно движения авто. Это делается для того, чтобы мост в поворотах как бы «подруливал» в сторону поворота, улучшая поворачиваемость машины.
Вместо тяги Панара может применяться тип подвески Уатта. В его конструкции используются два параллельных рычага, соединенных между собой вертикальной, подвижной планкой. Это обеспечивает лучшую курсовую устойчивость.
Подвеска типа Де Дион является средним звеном между зависимой и независимой ходовой. В ней применяется неразрезная балка, которая крепиться к кузову. К ней подсоединяются ступицы колес. Сам редуктор моста или коробка передач закреплена жестко к кузову машины. Как на переднеприводном автомобиле, где момент от КПП передается колесам через качающиеся валы (полуоси).
Она дорого стоит в производстве. Поэтому её не используют в гражданских автомобилях.
Полузависимая
Это промежуточный вариант между зависимой и независимой ходовой. В ней заложены достоинства обоих типов подвесок. Без недостатков тоже не обошлось.
Смысл заключается в том, что колёса одной оси жестко «сидят» на упругом элементе – балке. В зависимой схеме мост невозможно согнуть, он жесткий. Балка обладает определенной упругостью на скручивание. Поэтому она немного снижает зависимость обоих колёс друг от друга. Что сказывается на ездовых характеристиках автомобиля.
Достоинства
Недостатки
Независимая
В таком типе оба колеса, расположенные на одной оси, не зависят друг от друга. При изменении вертикального положения правого колеса, левое остается неподвижным. Одна сторона независима от другой, отсюда пошло её название – «Независимая». Самыми распространенными считаются три вида независимых подвесок:
У каждой из них есть свои плюсы и минусы, особенности и нюансы. Рассмотрим подробно каждую из них.
Тип подвески – Макферсон
Её еще называют «качающаяся свеча». Особенностью этого вида является наличие по одному поперечному рычагу на сторону и объединение пружины и амортизатора в одну конструкцию – «амортизационная стойка», в некоторой документации можно встретить термин «пружинная стойка».
Стойка нижним концом соединяется с поворотным кулаком, верхним с силовым элементом кузова. Последнее крепление не жесткое, в нем используется подшипник. Он обеспечивает вращение стойки вокруг своей оси, а соответственно подвижность колеса.
То есть, при вращении руля, колесо поворачивает благодаря этому подшипнику. Поэтому от его исправности зависит управляемость автомобиля.
Данный тип подвески используется для переднеприводных и полноприводных автомобилей. Ей можно применять в передней и задней ходовой.
Достоинства:
Недостатки:
Двухрычажная схема
Это одна из первых видов независимых подвесок в автомобиле. Её устанавливали более 100 лет назад. Владельцы «классических» моделей ВАЗ хорошо её помнят.
Название этого типа говорит само за себя. В этом виде используются два поперечных рычага на одну сторону. Нет амортизационной стойки, амортизаторы и пружины отдельно крепятся к силовым элементам кузова.
Плюсы:
Недостатки:
Многорычажка
Кроме двух рычагов, в ней применяются дополнительные рычаги. Поэтому она называется многорычажной независимой подвеской. В некоторых конструкциях их может насчитываться до 8 штук на одну сторону.
Такой тип улучшает курсовую устойчивость автомобиля, так как обеспечивает постоянный контакт с дорогой. Она более комфортная, лучше отрабатывает любые неровности дорожного покрытия. Поэтому её устанавливают в машинах спортивного и премиум класса.
Недостатки
Самым главным недостатком многорычажной подвески – стоимость производства, что повышает конечную цену автомобиля. Дорогое обслуживание и ремонт из-за своей конструктивной сложности.
Её можно назвать «нежной», потому что на плохих дорогах быстро изнашивается. А ремонт будет стоить дорого.
Высокая стоимость ремонта. Наличие большого количества рычагов повышает стоимость её полной «переборки». В большинстве случаев все детали неразборные. Поэтому, заменить шаровые опоры отдельно от рычага не получиться, он меняется только в сборе. Это касается и сайлентблоков и других мелочей ходовой. В другом типе подвески каждый элемент можно было бы заменить отдельно, а здесь такой фокус не прокатит.
Достоинства
Электромагнитная или магнитная подвеска
Она работает за счет электромагнитного поля. Её конструкция не предусматривает обязательного наличия пружин, амортизаторов, стабилизаторов поперечной устойчивости и других элементов классической «ходовки». Да, на некоторых типах можно найти их, но они устанавливаются для подстраховки, на случай выхода из строя системы.
ЭБУ считывает показания с многих датчиков и в реальном времени позволяет корректировать работу ходовой, положение кузова, изменять жесткость амортизаторов и точность управления автомобилем.
Достоинства
Из недостатков отмечают – высокую стоимость производства, а соответственно цену транспортного средства. В зависимости от производителя, есть свои нюансы, достоинства и недостатки. Если это интересно – пишите в комментариях, выложу отдельной статьёй.
Пневматическая
В её основе заложена работа газа, закаченного в специальные баллоны вместо упругих демпфирующий элементов. Пневмобаллоны заменяют все основные элементы ходовой. В ней нет пружин, амортизаторов, так же как в магнитной подвеске. Только здесь вместо электромагнитного поля используется инертный газ или воздух.
Достоинства. Она лучше классических типов в плане комфорта езды, устойчивости автомобиля на любом типе покрытия и в любых условиях. Благодаря её можно изменять клиренс автомобиля – высоту над землёй. Это улучшает проходимость машины.
Её некорректно сравнивать с простой независимой подвеской автомобиля, поэтому за эталон возьмём электромагнитную. В сравнение с ней она проигрывает:
Лучшая подвеска автомобиля или подведём итог
Гражданским легковым транспортным средствам лучшим вариантом является независимый тип. Для снижения стоимости машины и последующих затрат на обслуживания ходовой, можно рассмотреть полузависимый вид или балку в задней подвеске.
Грузовому авто или коммерческому транспорту, где на первый план выходят практичность, надежность и грузоподъёмность – лучшим вариантом будет рессорная подвеска.
Альтернативные виды подойдут для автомобилей премиум класса. Где «понты дороже денег». Для универсальных автомобилей, которые заточены под езду на высоких скоростях и легкому бездорожью – изменение жесткости подвески, клиренса и других параметров ходовой. Но стоит такая «игрушка» дорого, поэтому при покупке автомобиля с таким типом, особенно подержанного, лучше несколько раз подумать.
Зависимая подвеска – это архаизм. Её ещё можно наблюдать в задней части старых отечественных заднеприводных автомобилей. Из-за достоинств отдадим её полностью грузовикам, на легковом транспорте она утратила свою актуальность.
Напишите в комментариях, насколько я был прав или не прав. Мне важно ваше мнение. Спасибо за внимание. Оцените мои старания пятью звездами.
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
