Подвеской автомобиля называется совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между кузовом (или рамой) и мостами или колёсами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на кузов и колёса, затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова автомобиля во время движения. На подвеску автомобиля возложена тройная задача: везти мягко, везти точно, везти безопасно. Иными словами, подвеска должна одновременно обеспечивать приемлемый комфорт, хорошую управляемость и активную безопасность.
Подвеска, являясь промежуточным звеном между кузовом автомобиля и дорогой, должна быть лёгкой и наряду с высокой комфортабельностью обеспечивать максимальную безопасность движения. Для этого необходимы точная кинематика колёс, высокая информативность управления (не только рулевого), а также изоляция кузова от дорожных шумов и жесткого качения радиальных шин (особенно с низким профилем).
Кроме того, надо учитывать, что подвеска передаёт на кузов силы, возникающие в контакте колеса с дорогой, поэтому она должна быть прочной и долговечной. Применяемые шарниры должны легко поворачиваться, быть мало податливыми и вместе с тем обеспечивать шумоизоляцию кузова. Рычаги должны передавать силы практически во всех направлениях, а также тяговые и тормозные моменты, и быть при этом не слишком тяжелыми. Упругие элементы при эффективном использовании материалов должны быть простыми и компактными, и допускать достаточный ход подвески.
Типов подвесок существует огромное множество, они классифицируются по типу направляющего аппарата (зависимые и независимые) и по типу упругих элементов (пружинные, торсионные, рессорные, пневматические и т.д.) Каждая подвеска имеет свои недостатки и преимущества. Зависимая проще, дешевле, имеет постоянную колею, но в тоже время балка не является подрессоренной, поэтому назвать лёгкой эту подвеску нельзя.
Кроме этого, при противоположных ходах левого и правого колёс одной оси, наблюдается значительный их наклон, следствием чего являются автоколебания колёс (т.н. эффект шимми). Независимые имеют гораздо больше преимуществ, поэтому и распространены сейчас больше. Они различаются по расположению плоскости качания колёс: продольная, поперечная, диагональная на косых рычагах. И по количеству рычагов: однорычажные, двухрычажные, многорычажные, свечные. В отдельный класс ещё необходимо выделить т.н. полузависимую подвеску. Более правильное её название: подвеска с закручивающейся балкой. Как правило, это задняя подвеска недорогих переднеприводных автомобилей.
В передней подвеске легковых автомобилей чаще всего применяется два типа подвески: Мак-Ферсон и двухрычажная.
Она имеет целый ряд преимуществ над другими схемами, важнейшие из которых – компактность, легкость и простота конструкции, а стало быть, низкая стоимость самой подвески в изготовлении (что немаловажно для производителя) и ремонте (что уже небезразлично владельцу автомобиля). Судите сами: на каждое колесо приходится всего по одному рычагу.
А это – минимум сайлент-блоков и шаровых опор, то есть, минимум веса и максимум надежности. Нет необходимости в погоне за снижением неподрессоренных масс использовать алюминий и прибегать к другим ухищрениям. Через сайлент-блоки поперечный рычаг крепится к подрамнику (поперечной балке), через шаровую опору он соединен с поворотным кулаком колеса.
Роль верхнего рычага выполняет сам кузов автомобиля, к которому крепится амортизационная стойка (амортизатор плюс пружина). Для переднеприводных автомобилей особо малого и малого классов такая конструкция еще долго будет оставаться актуальной, хотя бы даже из-за ее компактности, но при конструировании моделей более высоких классов от схемы McPherson постепенно отказываются.
Основная причина – в неидеальной кинематике, которую задает колесу подвеска. Кроме того, это ограниченный комфорт при движении. Ведь все удары, приходящиеся на колесо, в той или иной степени передаются через верхнюю опору амортизатора и на кузов, снижая ездовой комфорт. Но хуже то обстоятельство, что при сильных ударах и сам амортизатор, и кузов оказываются уязвимыми, что потенциально грозит их преждевременным износом или даже разрушением.
Подвеска на двойных поперечных рычагахЭта конструкция состоит из двух поперечных рычагов, имеющих поворотные опоры на раме, поперечине или кузове. Наружные концы рычагов соединяются посредством шаровых шарниров с поворотной цапфой или кулаком. Чем больше расстояние между поперечными рычагами, тем меньше силы, действующие в рычагах и их опорах, т. е. тем меньше податливость всех деталей и точнее кинематика подвески. Она обеспечивает эластичное восприятие жесткого качения радиальных шин верхними рычагами. Главное преимущество подвески на двойных поперечных рычагах – её кинематические свойства: взаимным положением рычагов можно определить высоту, как центра поперечного крена, так и центра продольного крена. Кроме того, за счёт разной длины верхнего и нижнего рычагов можно влиять на угловые перемещения колёс при ходах отбоя и сжатия, т. е. на изменение развала и, независимо от этого, на изменение колеи. При более коротких верхних рычагах колёса при ходе сжатия наклоняются в сторону отрицательного развала, а при ходе отбоя – в сторону положительного. За счёт этого можно противодействовать изменению развала, обусловленному боковым креном кузова. Также, изменив угол плоскости качания верхнего рычага относительно нижнего, можно добиться антиклевковкового эффекта.
Эта конструкция может использоваться как в передней, так и в задней подвеске. Чтобы достичь оптимальной кинематики колес, и тем самым добиться лучшей устойчивости и управляемости, конструкторы используют четыре – пять рычагов. Зачем столько много? Два удерживают колесо, остальные задают необходимую кинематику.
И теперь совсем не обязательно совмещать амортизатор и пружину в амортизационную стойку – некоторые конструкции подразумевают упор пружины о нижний рычаг. Правда, в этом случае разместить ШРУС крайне затруднительно, поэтому такие схемы применяются на автомобилях классической компоновки, то есть, с приводом на задние колеса. Можно подумать, что чем больше рычагов, тем лучше. В каком-то смысле это так. Но при этом конструкция становится сложнее, дороже и тяжелее. В принципе, то же можно сказать и о многорычажных подвесках задних колес, благодаря которым и достигаются «изящная» управляемость и «воздушный» комфорт, но достигаются они ценой увеличения размеров, массы и конструктивной сложности. Однако для автомобилей с классической компоновкой это необходимость, потому что в данном случае задние колеса являются ведущими. По этой же причине и на полноприводных легковых машинах сзади, как правило, используется независимая многорычажная подвеска.
Конструкция многорычажной подвескиРабота на изгиб положена в принцип действия торсионов – металлических стержней круглого или прямоугольного сечения, которые могут выполнять роль стабилизаторов поперечной устойчивости, но в ряде случаев являются упругими элементами подвески.
Использование торсионов позволяет отказаться от использования витых пружин, что приводит к уменьшению размеров подвески – она получается достаточно компактной. При этом с точки зрения надежности торсионная подвеска ничуть не хуже пружинной. Тем не менее, в качестве упругих элементов в большинстве случаев выступают именно пружины, которые могут быть совмещены с амортизаторами в единую стойку, а могут устанавливаться отдельно – в распор между опорными чашками подвески. Наконец, не ушли окончательно в прошлое и листовые рессоры, которые сегодня применяются, в основном, на коммерческих автомобилях, в том числе и созданных на базе легковых моделей.
Рассказывая о различных конструкциях подвесок, нельзя не упомянуть о гидропневматической подвеске. Ее плюсы – высокая плавность хода, а также возможность изменения дорожного просвета. Система состоит из рабочих сфер, выполняющих роль упругих элементов и энергоаккумуляторов, а также единого насоса. Рулевое управление и тормоза «питаются» той же рабочей жидкостью и включены в единую систему.
Каждая сфера разделена надвое прочной эластичной мембраной: в одной ее части газ, в другой – рабочая жидкость (высокотекучее минеральное масло). “Жесткость” сферы зависит от количества масла в ней: жидкость давит на мембрану, таким образом, изменяется давление во втором, «газовом» отсеке сферы. Регулируя подачу масла в сферы при помощи насоса и системы клапанов, можно изменять дорожный просвет автомобиля.
Здесь рассмотрены далеко не все возможные типы подвесок. А все потому, что существующих конструкций (особенно для задней подвески) много, а вариантов исполнения еще больше. Выбор в пользу того или иного типа подвески зависит от того, какие задачи ставят перед собой разработчики автомобиля.
Если во главу угла поставлены минимальные затраты и компактность, тогда почти наверняка можно сказать, что спереди будет стоять McPherson, а сзади – балка с соединенными продольными рычагами. Необходимо достигнуть высокого комфорта или отточенной управляемости, при том что вес и габариты значения не имеют? Определенно, конструкторы будут использовать независимые «многорычажки» спереди и сзади. Ведь любой выбор должен иметь свою логику.
В условиях не всегда хороших дорог как отечественных, так и у ближайших соседей, наших автолюбителей всегда интересует вопрос выбора автомобиля с удобной и надежной подвеской, которая сможет выдержать наши ухабы, колдобины и которая сможет продержаться максимум без замены комплектующих. Так какая же она: лучшая подвеска автомобиля для наших условий? На этот поставленный вопрос мы и постараемся ответить в этой статье.
Подвеска автомобиля — это связующий элемент между дорогой и собственно кузовом автомобиля. Причем у полноценных «чистокровных» внедорожников подвеска связана с рамой (т.н. рамные внедорожники), а не с кузовом. Первые подвески появились еще у карет и повозок, так что первые автомобили получили уже запатентованные и проверенные временем системы амортизации нагрузок при езде по дорогам.
Рамные внедорожники, как следует из названия, основаны на сварной или сборной раме — своеобразном «скелете», к которому прикручиваются все узлы и агрегаты будущего автомобиля. При этом кузов, как кожу со змеи, можно снять без особых сложностей, оставив перед собой суть автомобиля.
Как видно, все амортизирующие элементы прикручены к раме, а не к кузову, который выполняет роль крепежа прочих декоративных и конструктивных элементов.
Все современные легковые автомобили оснащаются различными типами подвесок. Чаще всего спереди устанавливается подвеска МакФерсон (McPherson) или двухрычажная подвеска. Сзади может быть установлена зависимая, полузависимая и независимая подвеска с различным количеством рычагов.
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:
1.Стабилизатор поперечной устойчивости; 2.Рычаг;
3.Блок (состоит из телескопического амортизатора и пружинного элемента).
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.
Достоинства «многорычажки»:
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.
Зависимые и независимые подвески:
Если коротко, то главное отличие зависимой подвески от независимой — это способность (у зависимой) подвески передавать перемещения от одного колеса оси на другое. Как видно на рисунке (а), наезд на неровность одним колесом приведет к изменению положения другого.
Задняя зависимая подвеска:
Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.
Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.
Полузависимая 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.
Передняя подвеска автомобиля на двойных поперечных рычагах обладает витыми пружинами, которые придают упругость, и двумя рычагами, которые крепятся к подрамнику или к раме. Подобная подвеску можно встретить и у крупно размерных седанов (бизнес- и представительского класса), а также у кроссоверов и внедорожников. Подобный тип подвески характеризуется низким износом, кроме алюминиевых составляющих. Так алюминиевые рычаги в таком типе подвесок устанавливают такие марки, как Audi и BMW. С одной стороны это дает низкий вес неподрессоренных масс и увеличивает комфорт, но износ таких деталей слишком велик в условиях наших плохих дорог.
Также переднюю подвеску на двойных рычагах зачастую в дорогих автомобилях оснащают пневматическими или гидропневматическими элементами, которые делают подвеску наиболее комфортной, но стоят такие комплектующие весьма дорога. По российским дорогам пневмобаллоны могут выходить не более 50 000 километров.
Передняя подвеска типа МакФерсон построена на основе амортизационной стойки и витой пружины вокруг нее. В итоге мы получаем довольно компактную подвеску, которая легко помещается под капотом маленьких автомобилей. Собственно и популярен данный тип подвески у автомобилей А, В и С классов.
Большие седаны и кроссоверы оснащаются независимой многорычажной задней подвеской. Такой тип может гарантировать отличный комфорт и плавность езды. Но данная подвеска легко «убивается» по ямам и ухабам, которых много на наших дорогах. При таком типе подвески также часто устанавливаются пневмоэлементы в дорогих моделях автомобилей.
В качестве задней подвески на легковых автомобилях чаще всего используется простая торсионно-рычажная полузависимая подвеска. Ее вы можете встретить под днищем большинства современных моделей небольших хэтчбеков и седанов. Она весьма проста, дешева и вынослива. Среди недостатков можно отметить высокую жесткость подвески, но с другой стороны это означает, что ее сложно будет «пробить». Такой подвеской оснащаются, Lada Granta, Renault Logan, Peugeot 301, Volkswagen Polo Sedan и другие их одноклассники.
В итоге, можно сделать вывод, что самая лучшая подвеска автомобиля для наших дорог – это типа МакФерсон спереди и торсионно-рычажная полузависимая подвеска сзади.
Увы, идеальных дорог – по показателям ровности и гладкости – не бывает: тем более, в нашей стране. Обязательно встречаются какие-нибудь выбоины, трещины, ухабы, вздутия и лежачие полицейские. Весь этот негатив не только вредит комфортности движения, но и значительно ускоряет амортизационный износ автомобиля. Вот почему изобрели подвеску — специальную амортизационную систему, существенно снижающую эти вредные воздействия.
Все дорожные неровности, встречаемые при движении, отражаются колебаниями на кузове. Устройство же подвески необходимо, чтобы гасить и смягчать такие колебания. Среди прикладных функций этой части автомобиля есть возможность обеспечивать связь кузова с колесами. Благодаря деталям подвески колеса получают способность перемещения без задействованного кузова, когда меняется направление транспортного средства.
Устройство подвески автомобиля является достаточно сложным, и ее техническая конструкция отличается следующими особенностями:
Подвеска функционирует посредством того, что преобразуется ударная энергия, когда колеса наезжают на какую-нибудь дорожную неровность, поскольку перемещаются упругие элементы (те же пружины к примеру).
Подвеска контролирует движения упругих элементов, а гасящие устройства смягчают возможные удары и значительно уменьшают их силу. Благодаря этому ход становится более плавным. Без этого устройства передвигаться по дорожному покрытию было бы практически невозможно – тем более если речь идет об отечественных дорогах.
Подвески могут иметь различный уровень жесткости. Жесткие подвески повышают информативность и эффективность управления транспортным средством. Правда, это уменьшает комфорт, испытываемый водителем и пассажирами. А мягкие устройства сделаны, таким образом, что обеспечивается удобство эксплуатации, однако управляемость, наоборот, ухудшается.
Вот почему нужен выбор оптимальной подвески, сочетающей комфортность с безопасностью.
Производитель сам решает, каким устройством будет обладать сделанная ним подвеска. Типологии этого устройства могут быть разными – между собой они отличаются критерием, лежащим в основе градации. Если рассматривать подвески по типу устройства их направляющих частей, они могут быть:
В случае с зависимой подвеской ее главной деталью считается жесткая балка (без которой подвеска и не работала бы). Поперечное перемещение колес происходит параллельно. Поскольку конструкция этого устройства является простой и эффективной, это добавляет ей надежности, то есть не позволяет колесам развалиться. Вот почему зависимую подвеску можно часто встретить в грузовиках и сзади на оси у легкового транспорта.
Полезное: Ручной тормоз: зачем он нужен, особенностиНезависимая подвеска предполагает ситуацию, когда колеса работают независимо друг от друга. Благодаря этому улучшаются амортизационные характеристики, а ход становится более плавным. Это устройство часто встречается спереди и сзади на осях, установленных на легковых автомобилях.
Наконец, у полунезависимой подвески основным элементом является жесткая балка, которую торсионы держат на кузове. Представленная конструкция делает подвеску самостоятельно по отношению к кузову. Такой вариант, например, встречается в переднеприводной модели ВАЗ.
Еще одна классификация подвесок связана со схемой гасящего устройства. В частности, автомобили могут работать с:
Есть еще активная подвеска, у которой схема отличается вариативными возможностями: ее параметры могут меняться с помощью особой системы управления, работающей на электричестве и зависящей от того, как передвигается транспортное средство. Чаще всего меняются следующие параметры:
Система активной подвески является электронно-механической, достаточно сложной в техническом плане и поэтому дорогостоящей (соответственно, увеличивается и стоимость транспортного средства).
Амортизационной системой многих современных легковых авто является независимая подвеска. Производители пользуются именно этим вариантом благодаря:
У независимой подвески может быть несколько видов:
Когда водителей интересует подходящая подвеска легкового автомобиля, зачастую они выбирают устройство МакФерсон. В представленном случае именно амортизационная стойка (названная еще водителями «качающейся свечой) оказывается основным элементом конструкции. Благодаря этому устройству под капотом поперечно размещаются коробка передач с двигателем.
Из преимуществ МакФерсон необходимо выделить:
У торсионной подвески тоже имеются определенные преимущества:
Что же касается возможных недостатков, то они у торсионной подвески тоже имеются:
Если говорить о подвеске, работающей с двойными поперечными рычагами, то ее главное преимущество заключается в улучшенной управляемости. Кроме того, при необходимости ремонта, можно без проблем демонтировать целый узел.
Вместе с тем существуют у представленного устройства и недостатки, которые трудно не заметить. Прежде всего, конструкция довольно громоздкая и поэтому устанавливается лишь на крупногабаритных авто. Кроме того, схема подвески сложная в техническом плане, что предполагает трудности в ее производстве и высокую стоимость.
Движение будет комфортным, если правильно регулировать переднюю подвеску, то есть корректно устанавливать углы колес, которые управляются. На простом «водительском языке» это называется «сходом-развалом».
Следует учитывать, что установка передних колес, которые управляются, происходит не совсем параллельно продольной кузовной оси и не совсем перпендикулярно дорожной поверхности. Образуются определенные углы под вертикальным или горизонтальным наклоном.
Если «сход-развал» установлен правильно:
Не так уже легко выполнить правильные наклонные углы – это тяжело, прежде всего, с технической точки зрения, требует некоторых практических навыков и специального оборудования. Вот почему такую работу доверяют специалистам специализированных учреждений (например, станциям технического обслуживания, автосервисам и так далее). Самостоятельно выполнять такую работу – без наличия соответствующего опыта – не следует.
Необходимо знать, что неисправная работа подвески автомобиля может не только ухудшить комфортность движения, но и стать причиной серьезной аварии. Вместе с тем в отечественном законодательстве почему-то нет никаких ограничений и запретов движения, когда подвеска сломана.
При неработающей подвеске каждая неровность на дороге может раскачать кузов и привести к потере управляемости. К таким же последствиям приводит вконец расшатавшаяся шаровая опора на передней подвеске. Стоит какому-нибудь элементу подвески лопнуть (чаще всего это случается с пружиной), и кузов может накрениться. Продолжать движение в таком случае становится невозможным.
При качественном обслуживании подвески необходимо постоянно контролировать состояние транспортного средства во время движения. Если снизу автомобиля раздаются какие-нибудь скрипы, странные шумы, вроде стуков, водителю следует насторожиться и отвезти авто на сервисное обслуживание. При длительной эксплуатации и износе подвески ее следует заменить.
Выбрав подходящую подвеску для автомобиля, автовладелец не только повысит комфортность, но и уменьшит вероятность опасной езды и дорожных аварий. Поскольку вариантов этих устройств существует несколько, выбор необходимо делать, оглядываясь на тип автомобиля, дорожные условия и предпочтения водителя.
Общее видео про подвеску автомобиля.
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453