Важность устройства подвески автомобиля для обеспечения комфорта пассажиров рассматривалась инженерами ещё в пятнадцатом веке. Кузова тогда подвешивались на листовых рессорах, прикреплённых к каркасу шасси жёсткой конструкции, несущей ступицы колёс. Свободный конец рессор соединялся с корпусом через ремни. Тот период времени отметился также появлением стальных листовых рессор. Прежде использовались деревянные рессоры.
Первые изобретатели автомобильных подвесок
Британский колёсный мастер Эллиот, как утверждается, изобрёл подвеску одинарный неразрезной мост на полуэллиптических стальных листовых рессорах. Здесь - в этой конструкции, передняя ось могла управляться посредством центрального шарнира. Схема подвески такого типа применялась в девятнадцатом веке для первых паровых дорожных транспортных средств. Слабым местом этой системы считалась пониженная устойчивость конструкции к опрокидыванию на поворотах.
Некто Ленгенсбергер разработал новую схему рулевого управления (1810 год), при которой передняя ось всегда была параллельна задней оси. При этом только ступицы передних колёс были шарнирно соединены с осью посредством шкворня. Две поворотные оси были соединены через рычаги рулевой тяги и рулевую тягу, образуя шарнирно-сочленённый параллелограмм. Использование этого устройства, однако, никак не повлияло на устойчивость автомобиля на поворотах.
Чуть позже (1818 год) в Лондоне на имя некоего Аккермана выписали патент на новый закон, согласно которому углы поворота двух колёс соответствуют вектору локальной скорости. Этот закон, между тем, не нашёл практического применения. Причина - не было реальной потребности в машинах с системой рулевого управления, отличной от поворотной. Также не было никакого представления о том, как простым способом удовлетворить этому закону.
Ещё один колёсный мастер - Жанто, предложил механизм (1878 год) основанный на идее Ленгенсбергера, но несколько усовершенствованный. Здесь два рычага рулевой тяги слегка наклонены к центру транспортного средства, с пересечением осей ближе к центру задней оси. Этот механизм позволяет реализовать закон Аккермана, который до сего дня используется на сплошных управляемых осях.
Независимым от идеи Жанто выделяется ещё одно решение, представленное французом Амеде Болле (Bollée Mancelle 1878 год), которое практически соответствует закону Аккермана. Интерес этой идеи заключался, главным образом в том, что имела место одна из первых систем рулевого управления, специально разработанных для автомобиля. Здесь применяется независимая подвеска с поперечными листовыми рессорами, эквивалентная двухрычажному механизму.
История независимой подвески колёс
Явно ошибочными следует считать утверждения, что независимые подвески колёс были изобретены в 1940-х годах, ознаменовав тем самым конец эпохи существования только сплошных осей с листовыми рессорами. История показывает:
независимая подвеска колёс, по сути, спорадически имела место даже в конструкциях самых первых машин.
Тем не менее, преимущества, полученные на существующих дорогах при достижимых в то время скоростях, были незначительными по сравнению с сопутствующими конструктивными сложностями.
Первые автомобили с двигателем внутреннего сгорания, например, трицикл Бенца (1886 год) и машина «Stahlradwagen» Даймлера (1889 год) никак не подтверждают большое внимание к системе подвески. Первая машина, по сути, представляла конструкцию с одним неподрессоренным передним рулевым колесом. Вторая машина - четырёхколесный автомобиль без подвески, где передняя ось была сбалансирована с центральной горизонтальной осью.
Особенностью этих двух машин виделась разработка двигателя уменьшенной массы со значительным запасом энергии на борту, но не комфорт пассажиров. Важнейшая особенность неразрезных подвесок с листовыми рессорами - тяги оси объединены с упругим элементом. Что касается подвески, то у неразрезных мостов есть две типичные проблемы:
1. Если двигатель является частью подрессоренной массы (обычный вариант), тогда необходимо разработать механизм соединения вторичного вала коробки передач с колесами, двумя частями, имеющими переменное взаимное расположение.
2. Поскольку рулевое управление (рулевое колесо или рулевая рейка) должно быть в пределах досягаемости водителя, необходимо разработать механизм для соединения поворотных осей с рулевым колесом без влияния на угол поворота рулевого колеса.
Решение этих двух проблем было сложной задачей для конструкторов первых автомобилей, особенно проблема, связанная с системой рулевого управления. Множественность решений в первых автомобилях свидетельствует о существовавших тогда трудностях при поиске адекватного технического решения проблемы.
Автомобильные подвески как неразрезные мосты
В общем, спустя некоторое время, почти все автомобильные подвески представляли собой неразрезные мосты, установленные на продольных листовых рессорах, с управляемыми передними колёсами (шасси Де Дион-Бутон).
Эта архитектура подвески широко применялась в первые два десятка лет автомобильной истории. На том же шасси выполнен рулевой механизм «Jeanteaud», соединённый с рулевой тягой через продольный рычаг.
Также интересно отметить - рычажный кулак, установленный на подрессоренной массе, был расположен в центре кривизны траектории оси. Тем самым удавалось избежать нежелательных изменений направления в процессе движении машин по неровным дорогам.
