Подвеска автомобиля — это набор элементов, которые соединяют колёса с рамой или несущим кузовом так, чтобы они не только вращались, но и имели подвижность в других плоскостях. И любая современная машина немыслима без подвески, даже если это гоночная «формула», которая передвигается исключительно по гладким как стол трассам.
Во-первых, без подвески машина будет ехать жёстко, как деревенская телега. Во-вторых, подвеска должна обеспечивать колёсам максимально плотный контакт с покрытием. В-третьих, за счёт грамотного устройства и работы подвески машина может стабильно двигаться по прямой без постоянных подруливаний, а также уверенно проходить повороты.
При создании автомобилей используют разные конструкции подвесок. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки. Вот основные типы конструкции, которые можно встретить сегодня.
Зависимая подвеска
Она называется так, потому что оба колеса одной оси жёстко связаны друг с другом и их перемещения зависимы. С точки зрения комфорта и управляемости это не оптимальный вариант. Зато такая конструкция максимально простая, дешёвая в производстве и надёжная.
Зависимая автомобильная подвеска сегодня встречается всё реже. И в основном в тех моделях, где надёжность важнее комфорта или есть задача сделать модель максимально доступной. Если оставить в стороне коммерческий транспорт, то в первую очередь это пикапы и внедорожники, а дальше — бюджетные легковушки.
Характерный пример зависимой задней подвески — ведущий мост с редуктором, который используется на задне- и полноприводных автомобилях. Если же задняя ось — ведомая, обходятся очень простой жёсткой балкой.
Зависимые типа подвесок имеют много недостатков, а невысокий уровень комфорта — лишь их следствие. Стоит отметить и больший вес моста или балки, который относится к так называемым неподрессоренным массам, влияющим на плавность хода, а также посредственный уровень управляемости, ведь попадание в яму одного из колёс сказывается и на сцеплении с дорогой второго.
Независимая подвеска
Самый распространённый тип, насчитывающий к тому же множество конструкций. Независимыми подвесками оснащено большинство современных автомобилей. А на передней оси другие типы просто не выдерживают с ними конкуренции.
Как можно понять из названия, в независимой подвеске колёса не связаны между собой. Если одно попадает в яму или наезжает на препятствие, второе не меняет своего положения относительно дороги. Такое поведение обеспечивает более высокий уровень комфорта и отличную управляемость за счёт максимально надёжного сцепления шин с поверхностью.
Цена «независимости» — большое количество деталей, из которых состоит подвеска. Как следствие, этот тип самый затратный в обслуживании и ремонте. Так что за комфорт в буквальном смысле приходится платить.
К независимым относят разные виды подвески автомобиля.
Двухрычажная. Здесь для каждого колеса используется пара поперечных (относительно хода автомобиля) треугольных рычагов — верхний и нижний. Одной стороной они крепятся к кузову, а противоположной — вершиной треугольника — к цапфе колеса. Благодаря этому оно может перемещаться по вертикали, но не из стороны в сторону. Эти перемещения демпфируют пружина с амортизатором, которые, в свою очередь, соединены с кузовом и одним из рычагов.
Деталей у «двухрычажки» немало, поэтому она, во-первых, относительно дорогая в производстве, а кроме того, не отличается компактностью. Зато обеспечивает хорошие ходовые качества и комфорт — особенно если рычаги удаётся сделать длинными. Поэтому такая схема передней подвески чаще всего встречается в автомобилях среднего и представительского классов. А ещё — в спортивных и гоночных машинах.
Типа McPherson. В 1940-х годах её изобрёл инженер Эрл Стил Макферсон — отсюда и название. Иногда в технической литературе её ещё называют свечной. В такой подвеске ступичный узел соединён с кузовом одним (нижним) рычагом и мощной амортизационной стойкой с пружиной, которая одновременно удерживает колесо в нужном положении.
В итоге получается простой по конструкции, дешёвый и компактный узел, за что McPherson и полюбили автопроизводители. Передняя подвеска большинства легковых автомобилей имеет как раз такую конструкцию. Недостатки свечной подвески: она не так комфортна и точна, как двухрычажная.
Многорычажная. С ростом скоростей автомобилей инженерам стало не хватать и «двухрычажки». Количество рычагов начали увеличивать, чтобы кинематика подвески (то есть смещение колёс на неровностях и, главное, в поворотах) была безупречной. Деталей в «многорычажке» ещё больше, что отражается на стоимости как самого узла, так и его обслуживания. Такие конструкции чаще всего используют в автомобилях премиум-класса, где высокий уровень комфорта важнее низких затрат на содержание.
Полузависимая подвеска
Попытки избавиться от типичных недостатков зависимых подвесок с сохранением их простоты и надёжности привели к появлению так называемых полузависимых конструкций. В них поперечная балка стала П- или Н-образной и при этом не абсолютно жёсткой. При перемещении одного колеса в вертикальной плоскости она деформируется, что даёт второму колесу некоторую свободу. А саму балку из-за этого называют скручивающейся.
Подобная конструкция хороша там, где перемещения колёс (то есть ходы подвески) относительно невелики — прежде всего в небольших легковых автомобилях, не предназначенных для езды по пересечённой местности. Она проигрывает независимым подвескам в комфорте и управляемости, зато максимально дешёвая, поэтому скручивающуюся балку широко используют в задней подвеске переднеприводных седанов, хэтчбеков и даже кроссоверов.
Устройство подвески автомобиля
Как вы уже поняли, конструкция сильно зависит от её типа. Но основные элементы у разных подвесок схожи. Итак, из чего состоит подвеска автомобиля.
Упругие элементы. Они смягчают удары от неровностей, передающиеся на кузов. Чаще всего это пружины или рессоры — упругие металлические полосы (или пакет таких полос), изгибающиеся под нагрузкой. Также могут быть использованы торсионы — стержни, которые одним концом прикреплены к кузову, другим — к рычагу. При работе подвески они не гнутся, как рессоры, а упруго скручиваются.
Амортизаторы. Многие считают, что они тоже компенсируют удары. Но на самом деле назначение их иное: это демпфер, призванный погасить колебания кузова на пружинах или рессорах при проезде неровности. Достигается это за счёт нелинейного сопротивления амортизатора — чем быстрее перемещение кузова, тем большее сопротивление он оказывает. Изношенная пружина увеличивает нагрузку на амортизатор, и наоборот.
Рычаги. Как мы выяснили, у подвески одного колеса их бывает несколько. Рычаги соединяют ступичный узел (или поворотный кулак) с кузовом или рамой. Длина, конфигурация и расположение точек крепления рычагов определяют геометрию и кинематику подвески.
Сайлент-блоки. Их ещё называют резинометаллическими шарнирами, потому что они состоят из металлической втулки и резинового упругого элемента. Задача сайлентблоков — дать некоторую подвижность рычагам в одном направлении (как правило, вокруг оси сайлентблока) и ограничить в других.
Шаровые опоры. Шарниры, которые чаще всего применяют в передней подвеске. В отличие от сайлентблоков, они позволяют колёсам не только перемещаться вверх-вниз, но и поворачиваться, причём на большие углы.
Подрамник. Элемент независимой подвески, к которому могут крепиться рычаги. Сам он в этом случае жёстко прикручивается к кузову или через собственные резинометаллические шарниры, которые дополнительно гасят вибрации колёс на неровной дороге.
Стабилизатор поперечной устойчивости. Ещё одна деталь, характерная для независимых подвесок. Это пруток, соединённый с рычагами колёс одной оси и с кузовом. При проезде неровностей он практически не работает, а вот в поворотах, скручиваясь, выполняет роль дополнительного упругого элемента, уменьшая крены кузова.
Что такое пневмоподвеска
Это не какой-то отдельный тип, а лишь подвид вышеперечисленных подвесок, отличающийся упругими элементами. В «пневматике» для компенсации ударов колёс вместо пружин используют баллоны с воздухом.
Пневмоподвеска тоже может быть зависимой или независимой. В отличие от пружин, у газовых баллонов нелинейные характеристики сжатия — за счёт этого удаётся сделать подвеску более комфортной (особенно на хорошей дороге). Поэтому ею оснащают преимущественно представительские автомобили. Обратная сторона медали — надёжность. Резина баллонов хуже защищена от внешних воздействий, а повреждение одного из них фактически лишает автомобиль возможности передвигаться своим ходом. И ремонт пневмоподвески стоит намного дороже.
