Автомобильная подвеска — один из важнейших элементов автомобиля. Без неё не обходится ни одна машина. В этой статье я расскажу вам, что такое подвеска, зачем она нужна, какие существуют виды подвесок и какие у них есть преимущества и недостатки.
Что такое подвеска автомобиля и зачем она нужна?
Подвеска автомобиля, также известная как система подрессоривания, представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих гибкую связь между несущей конструкцией автомобиля и его колесами (или мостами). Её основная задача — снижать динамические нагрузки на несущую конструкцию и колеса, а также уменьшать колебания и регулировать положение кузова во время движения.
Характеристики подвески конкретного автомобиля зависят от различных факторов, таких как неподрессоренные массы автомобиля, кинематика подвески, колёсная база, колея и жёсткость кузова. Кроме того, важную роль играют и взаимодействие отдельных деталей, включая тип и жёсткость упругих элементов, амортизаторы, стабилизаторы, шарниры, рычаги и, конечно же, шины.
Какие виды подвесок существуют?
При создании автомобилей используются различные конструкции подвесок. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим основные типы конструкций, которые применяются в современных автомобилях.
Зависимая подвеска
Её так назвали, потому что оба колеса на одной оси жёстко соединены между собой и их движение взаимосвязано. С точки зрения удобства и управляемости это не самый лучший вариант. Зато такая конструкция очень проста, недорога в производстве и надёжна.
Если не брать в расчёт коммерческий транспорт, то это, прежде всего, пикапы и внедорожники, а также бюджетные легковые автомобили.
Существуют следующие типы зависимой подвески: с продольными рессорами и с направляющими рычагами.
Подвеска с продольными рессорами состоит из балки моста, которая подвешена на продольных рессорах. Эти рессоры представляют собой одну или несколько металлических пластин, соединённых между собой прочными хомутами-стремянками.
Концы рессоры прикреплены к кузову автомобиля с помощью кронштейнов или качающейся серьги. В последнем случае балку можно перемещать в продольном направлении, что позволяет снизить вибрацию при движении.
На горизонтальную рессору действуют вертикальные, продольные и боковые силы, а также реактивные моменты и тормозные усилия. В зависимой конструкции рессора выполняет функцию упругого направляющего элемента, поглощая колебания.
Основной минус такой подвески заключается в том, что при быстрой езде при совершении маневров она не противодействует продольным силам. Это приводит к тому, что мост смещается, и машина хуже управляется.
Данный минус отсутствует в зависимых конструкциях, где есть направляющий рычаг. Чаще всего встречается модель с пятью рычагами: четыре из них продольные и один поперечный. Рычаги крепятся к раме авто, а также к балке моста.
Рычаги воспринимают продольные, боковые и вертикальные нагрузки, в качестве упругого элемента выступает витая пружина — амортизатор.
За счет поперечного рычага ось машины не смещается при боковых воздействиях. Данная конструкция называется тягой Панара. Она бывает разрезной либо цельной. В первом случае тяга выполняет главный функционал, а также меняет высоту моста относительно кузовной части авто.
При совершении маневров тяга Панара функционирует по-разному, в результате машина плохо управляется. Чтобы устранить этот недостаток, инженеры создали усовершенствованные конструкции, к примеру механизм Уатта и механизм Скотта – Рассела.
Вертикальный рычаг размещен в центре балки моста и вращается. При совершении маневров движение в механизме Панара неравномерное, но в данной конструкции происходят компенсации за счет поворотов вертикального рычага.
Механизм Скотта – Рассела выполнен из пары рычагов, отличающихся по размерам. Рычаг большей длины соединяется шарниром с кузовной частью авто, его вторая сторона фиксируется к балке моста. Короткий рычаг соединен с серединой длинного рычага и противоположным концом балки моста.
Ключевое отличие механизма Скотта – Рассела состоит в том, что длинный рычаг передвигается за счет эластичной фиксации. Поэтому курсовая устойчивость улучшена, машина прекрасно управляется.\
Ключевое отличие механизма Скотта – Рассела состоит в том, что длинный рычаг передвигается за счет эластичной фиксации. Поэтому курсовая устойчивость улучшена, машина прекрасно управляется.
ПЛЮСЫ:
К плюсам зависимой подвески относятся: простота и дешевизна при производстве, обслуживании и ремонте; высокая прочность, особенно в варианте с рессорами, хорошую рессору трудно сломать именно потому, что она гибкая.
МИНУСЫ:
- Меньшая устойчивость и управляемость, по сравнению с независимым вариантом
- Достаточно высокие требования к дорожному покрытию при движении с большой скоростью
- Низкий уровень комфорта
- Невысокая информативность рулевого управления
Независимая подвеска
Самый распространённый тип подвески, который имеет множество различных конструкций. Большинство современных автомобилей оснащены именно такой подвеской, так как другие типы не могут составить ей конкуренцию, особенно на передней оси.
Как следует из названия, в независимой подвеске колёса не соединены друг с другом. Это означает, что если одно колесо попадает в яму или наезжает на препятствие, то другое колесо не меняет своего положения относительно дороги. Такое устройство обеспечивает более высокий уровень комфорта для пассажиров и отличную управляемость автомобиля за счёт надёжного сцепления шин с поверхностью дороги.
«Независимость» имеет свою цену — большое количество деталей в подвеске. Это делает её самым затратным типом подвески в обслуживании и ремонте. Поэтому за комфорт приходится буквально платить.
К независимым относятся различные типы подвесок автомобиля.
Двухрычажная. Подвеска состоит из двух поперечных треугольных рычагов, расположенных относительно хода автомобиля. Они крепятся одной стороной к кузову, а вершиной треугольника – к цапфе колеса. Благодаря такому креплению колесо может двигаться только вверх и вниз, но не из стороны в сторону.
Вертикальные перемещения колеса демпфируются пружиной и амортизатором, которые соединены с кузовом и одним из рычагов.
Конструкция «двухрычажки» включает в себя множество деталей, поэтому она относительно дорогая в производстве и не очень компактная. Однако она обеспечивает хорошие ходовые качества и комфорт, особенно если рычаги удаётся сделать длинными. Поэтому такая схема подвески чаще всего встречается в автомобилях среднего и представительского классов, а также в спортивных и гоночных машинах.
Типа McPherson. В 1940-х годах инженер Эрл Стил Макферсон изобрёл тип подвески, который теперь носит его имя — McPherson. Иногда в технической литературе её также называют свечной подвеской.
В такой подвеске ступичный узел соединяется с кузовом автомобиля одним нижним рычагом и мощной амортизационной стойкой с пружиной. Эта пружина одновременно удерживает колесо в правильном положении.
В результате получается простая по конструкции, недорогая и компактная подвеска, которую полюбили автопроизводители. Большинство легковых автомобилей имеют переднюю подвеску именно такого типа.
Однако у свечной подвески есть и недостатки: она не так комфортна и точна, как двухрычажная подвеска.
Многорычажная подвеска. С увеличением скорости автомобилей инженерам стало недостаточно и двухрычажной подвески. Они начали добавлять больше рычагов, чтобы обеспечить безупречную кинематику подвески – то есть чтобы колёса смещались на неровностях и в поворотах идеально.
В многорычажной подвеске ещё больше деталей, что влияет на её стоимость и стоимость обслуживания. Такие конструкции чаще всего используются в автомобилях премиум-класса, где главное – это высокий уровень комфорта, а не экономия на обслуживании.
ПЛЮСЫ:
- Малые отклонения относительно продольной оси
- Хорошую управляемость
- Хорошее сцепление с дорожным покрытием
- Высокий уровень комфорта
МИНУСЫ:
- Дорогостоящее обслуживание и ремонт
- Короткий ход рычагов подвески, что может привести к уменьшению клиренса
- Большое число деталей, из которых состоит подвеска и, соответственно, большая вероятность повреждения, по сравнению с зависимой
- Сложность проведения ремонтных работ в полевых условиях
Полузависимая подвеска
Стремление устранить недостатки зависимых подвесок при сохранении их простоты и надёжности привело к появлению полузависимых конструкций. В таких системах поперечная балка имеет П- или Н-образную форму и обладает определённой гибкостью. Когда одно колесо смещается вверх или вниз, балка деформируется, позволяя второму колесу сохранять некоторую свободу движения. Из-за этой особенности балку часто называют скручивающейся.
Такая конструкция хорошо подходит для небольших легковых автомобилей, которые не предназначены для езды по бездорожью. Она не обеспечивает такой же уровень комфорта и управляемости, как независимые подвески, но при этом является наиболее экономичным решением. Поэтому скручивающуюся балку часто используют в задней подвеске переднеприводных седанов, хэтчбеков и даже некоторых кроссоверов.
ПЛЮСЫ:
- простой монтаж
- высокая поперечная жесткость
- небольшие габариты
- возможность точной подстройки
- малый вес конструкции
- низкая цена
МИНУСЫ:
Минусами можно считать наличие определенной неподрессоренной массы в любом автомобиле с зависимой подвеской. Кроме того, такие машины немного хуже управляются и обладает меньшей устойчивостью по курсу движения. Ну и, конечно же, на плохих дорогах такую машину больше трясет.
ВЫВОД: У каждой подвески есть свои особенности, поэтому выбор зависит от ваших личных предпочтений и задач, которые должен выполнять автомобиль.
Если вам важна надёжность и вы не беспокоитесь о комфорте, то стоит выбрать зависимую подвеску. Если же комфорт для вас важнее, и вы готовы к более дорогостоящему ремонту, то лучше выбрать автомобиль с независимой подвеской. А если вы хотите найти баланс между комфортом и надёжностью, то рассмотрите автомобили с полузависимой подвеской.
