В независимой подвеске колёса одной оси не имеют жёсткой связи, и перемещение одного из них либо никак не влияет на второе, либо имеет на него лишь небольшое влияние. При этом установочные параметры такие, как: колея, развал колёс, а в некоторых типах и колёсная база, меняются при сжатии и отбое подвески, иногда в весьма значительных пределах.
С качающимися полуосями
Подвеска с качающимися полуосями имеет по одному шарниру на каждой из них. Это обеспечивает их независимое подрессоривание, но при работе подвески такого типа изменяются в больших пределах как колея, так и развал колёс, что делает такую подвеску кинематически несовершенной. Благодаря простоте и дешевизне такая подвеска одно время широко использовалась в качестве ведущего заднего моста на заднеприводных автомобилях. Однако по мере роста скоростей и требований к управляемости от неё стали повсеместно отказываться, как правило- в пользу более сложной, но и более совершенной подвески на продольных или косых рычагах. Например, ЗАЗ-965 имел качающиеся полуоси в задней подвеске, но его преемник ЗАЗ-966 уже получил косые рычаги и полуоси с двумя шарнирами на каждой. Точно такую же трансформацию претерпела и задняя подвеска второго поколения американского Chevrolet Corvair.
На переднем мосту такая подвеска применялась очень редко, и практически исключительно на малоскоростных, лёгких заднемоторных автомобилях (например, Hillman Imp). Существовали и улучшенные варианты такой подвески. Например, на некоторых моделях Mercedes-Benz шестидесятых годов использовался задний мост с одним шарниром посередине, половинки которого работали как качающиеся полуоси. Такой вариант подвески отличается меньшим изменением её установочных параметров при работе. Между половинками моста устанавливался дополнительный пневматический упругий элемент, позволявший регулировать высоту кузова автомобиля над дорогой.
На некоторых автомобилях, например, пикапах «Форд» середины 1960-х годов, применялись не ведущие мосты с качающимися полуосями, точки крепления которых были расположены близко к колёсам противоположного борта. Полуоси при этом получались очень длинными, почти во всю колею автомобиля, и изменение колеи и развала колёс было не так заметно.
На продольных рычагах
В этой подвеске каждое из колёс одной оси прикреплено к продольному рычагу, закреплённому на раме или кузове подвижно. Этот тип независимой подвески прост, но несовершенен. При работе такой подвески в достаточно больших пределах меняется колёсная база автомобиля, правда колея при этом остаётся постоянной. При повороте колёса в ней наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. Продольные рычаги воспринимают усилия, действующие во всех направлениях, а значит- подвергаются большим нагрузкам на кручение и изгиб, что требует их большой жёсткости и, соответственно, утяжеления.
Кроме того, для неё характерно очень низкое, в районе полотна дороги, расположение центра крена, что является недостатком для задней подвески. Помимо простоты, в качестве преимущества такой подвески можно назвать то, что между рычагами пол можно выполнить совершенно ровным, увеличив объём, доступный для пассажирского салона или багажника. Это особенно чувствуется при применении в качестве упругих элементов торсионов, благодаря чему подвеска на продольных рычагах с поперечными торсионными валами в своё время широко использовалась на французских автомобилях.
В своё время (преимущественно 1970-е- 1980-е годы) такая подвеска с традиционными пружинными или (Citroёn, Austin) гидропневматическими упругими элементами довольно широко применялась на задней оси переднеприводных автомобилей. Однако впоследствии она в этой роли была вытеснена разработанной «Ауди» полузависимой подвеской со связанными рычагами, более компактной и технологичной типа «МакФерсон» (в англоязычных странах такую подвеску на задней оси называют «Чепмен») или (уже в конце 1980-х… 1990-е годы) наиболее кинематически совершенной на двойных поперечных рычагах
В качестве передней такая подвеска изредка применялась на конструкциях, разработанных до 1950-х годов, а впоследствии- ввиду своего несовершенства практически исключительно на дешёвых малоскоростных автомобилях (например, Citroen 2CV). Кроме того, подвеска на продольных рычагах очень широко применяется на лёгких прицепах.
На косых рычагах
Это по сути разновидность подвески на продольных рычагах, созданная в стремлении избавиться от её врождённых недостатков. Она почти всегда используется на задней ведущей оси. В ней оси качания рычагов расположены под некоторым углом. Благодаря этому изменение колёсной базы минимизируется по сравнению с подвеской на продольных рычагах, уменьшается и влияние кренов кузова на наклон колёс (но появляется изменение колеи).
Существует два вида такой подвески
В первом используется по одному шарниру на каждой полуоси, как в подвеске с качающимися полуосями (иногда её и считают разновидностью последней), при этом ось качания рычага должна проходить через центр шарниров полуосей (расположенных в районе их прикрепления к дифференциалу), то есть расположена под углом 45 градусов к поперечной оси автомобиля. Это удешевляет подвеску, но при её работе сильно меняются развал и схождение колёс, в повороте наружное колесо «подламывается» под кузов, а центр крена оказывается очень высоким (те же недостатки характерны и для подвески на качающихся полуосях). Этот вариант применялся практически исключительно на дешёвых, лёгких и малоскоростных, как правило- заднемоторных автомобилях (ЗАЗ-965, Fiat 133, и так далее).
Во втором варианте (именно он показан на иллюстрации) каждая полуось имеет по два шарнира- внутренний и внешний, при этом ось качания рычага не проходит через внутренний шарнир, и её угол с поперечной осью автомобиля составляет не 45, а 10-25 градусов, что более выгодно с точки зрения кинематики подвески. Это уменьшает изменение колеи и развала колёс до приемлемых величин.
Второй вариант в 1970-е… 1980-е годы очень широко применялся на заднеприводных автомобилях, как правило непосредственно заменив использовавшиеся на предыдущих поколениях зависимые подвески с неразрезным мостом. Можно назвать такие модели, как «Запорожец» ЗАЗ-966 и −968, BMW 3-й… 7-й серии, некоторые модели Mercedes-Benz, Ford Granada, Ford Sierra, Ford Scorpio, Opel Senator, Porsche 911 и так далее. В качестве упругих элементов применялись как традиционные витые пружины, так и торсионные валы, иногда- пневмобаллоны. Впоследствии по мере совершенствования подвесок автомобилей и повышения требований к устойчивости и управляемости он был вытеснен либо более дешёвой и компактной подвеской «МакФерсон» («Чепмен»), либо более совершенной на двойных поперечных рычагах, и сегодня применяется весьма редко.
На переднеприводных автомобилях такая подвеска применялась редко, так как для них её кинематические преимущества мало значимы (в них роль задней подвески вообще намного меньше, чем у заднеприводных). Из примеров можно назвать, например,Trabant, у которого упругим элементом в подвеске на косых рычагах служила закреплённая в своём центре на кузове поперечная рессора, концы которой крепились к концам А-образных косо расположенных рычагов.
На продольных и поперечных рычагах
Это сложный и очень редко встречавшийся тип подвески
По сути он был вариантом подвески макферсон, но для разгрузки брызговика крыла пружины располагались не вертикально, а горизонтально продольно, и упирались задним торцом в перегородку между моторным отсеком и салоном (щит передка). Для передачи усилия от амортизаторной стойки на пружины было необходимо введение дополнительного качающегося в вертикальной плоскости продольного рычага с каждого борта, передний конец которого шарнирно закрепляются наверху стойки, задний— также шарнирно на щите передка, а в его средней части имелся упор для переднего торца пружины. Из-за своей сравнительной сложности такая подвеска потеряла основные преимущества схемы макферсон— компактность, технологическую простоту, небольшое количество шарниров и малую себестоимость, сохранив все её кинематические недостатки.
Такую подвеску имели английские «Роверы» 2200 TS и 3500 V8, а также немецкие Glas 700, S1004 и S1204. Похожие дополнительные продольные рычаги имелись в передней подвеске первого «Мерседеса» S-класса, но пружины располагались всё же традиционно— в вертикальном положении между кузовом и нижними поперечными рычагами, а сами небольшие продольные рычажки служили только для улучшения кинематики.
На двойных продольных рычагах
В этой подвеске с каждой стороны имеется по два продольных рычага. Как правило такая подвеска применялась на передней оси сравнительно малоскоростных заднемоторных автомобилей- характерными примерами её использования являются «Фольксваген Жук» и первые поколения «Фольксваген Транспортер», ранние модели спорткаров «Порше», а также мотоколяска С3Д и «Запорожец».
Все они имели по сути общую конструкцию (так называемая «система Порше», в честь изобретателя)- в качестве упругих элементов применялись расположенные друг над другом поперечные торсионные валы, соединяющие пару рычагов, причём торсионы были заключены в образовывавшие поперечину подвески трубы (у поздних моделей «Запорожца» помимо торсионов в качестве дополнительных упругих элементов применялись также цилиндрические витые пружины, расположенные вокруг амортизаторов).
Главным преимуществом такой подвески является большая компактность в продольном и вертикальном направлениях. Кроме того, поперечина подвески расположена далеко впереди оси передних колёс, благодаря чему появляется возможность сильно вынести салон вперёд, разместив ноги водителя и переднего пассажира между арками передних колёс, что позволяло существенно сократить длину заднемоторного автомобиля. При этом, однако, расположенный спереди багажник оказывался весьма скромным по объёму, именно из-за вынесенной далеко вперёд поперечины подвески.
С точки зрения кинематики эта подвеска несовершенна: в ней происходят хотя и меньшие по сравнению с одинарными продольными рычагами, но всё же существенные изменения колёсной базы при ходах отбоя и сжатия, и так же присутствует сильное изменение развала колёс при кренах кузова. К этому следует добавить, что рычаги в ней должны воспринимать большие изгибающие и крутильные нагрузки со стороны как вертикальных, так и боковых сил, что заставляет делать их достаточно массивными.
На двойных поперечных рычагах
В этой подвеске с каждой стороны автомобиля расположены два поперечных рычага, внутренние концы которых подвижно закреплены на кузове, поперечине или раме, а внешние соединены со стойкой, несущей колесо— как правило поворотной в передней подвеске и неповоротной в задней. Обычно верхние рычаги короче нижних, что обеспечивает выгодное с точки зрения кинематики изменение развала колёс в сторону большего отрицательного при ходе сжатия подвески. Рычаги могут быть как параллельны друг другу, так и находиться друг относительно друга под определённым углом в продольной и поперечной плоскостях. Наконец, один из рычагов или они оба могут быть заменены поперечной рессорой (о таком типе подвески см. ниже).
Фундаментальное преимущество такой подвески— возможность для проектировщика путём выбора определённой геометрии рычагов жёстко задать все основные установочные параметры подвески— изменение развала колёс и колеи при ходах сжатия и отбоя, высоту продольного и поперечного центров крена, и так далее. Кроме того, такая подвеска нередко полностью монтируется на крепящейся к кузову или раме поперечине, и таким образом представляет собой отдельный агрегат, который может быть целиком демонтирован с автомобиля для ремонта или замены.
С точки зрения кинематики и управляемости двойные поперечные рычаги считаются наиболее совершенным типом направляющего аппарата, что обуславливает очень широкое распространение такой подвески на спортивных и гоночных автомобилях. В частности, все современные болиды «Формулы-1» имеют именно такую подвеску как спереди, так и сзади. Большинство спортивных автомобилей и представительских седанов в наши дни также используют этот тип подвески на обеих осях.
Если подвеска на поперечных рычагах используется для подрессоривания поворотных колёс, её конструкция должна обеспечивать их поворот на необходимые углы. Для этого либо саму соединяющую рычаги стойку выполняют поворотной, используя для её соединения с рычагами специальные шаровые шарниры с двумя степенями свободы (их часто называют «шаровые опоры», но на самом деле опорой из них является только нижний шарнир, на который стойка действительно опирается), либо стойка выполняется неповоротной и качается на обычных цилиндрических шарнирах с одной степенью свободы (например, резьбовых втулках), а поворот колёс обеспечивается за счёт вращающегося в подшипниках вертикального стержня-шкворня, играющего роль реально существующей оси поворота колёс.
Даже если в подвеске конструктивно отсутствуют шкворни, и стойка выполнена поворотной на шаровых шарнирах— всё равно часто говорят о шкворне («виртуально») как оси поворота колёс, а также об углах его наклона— продольном («кастер») и поперечном. В настоящее время шкворни используются как правило в подвесках грузовиков, автобусов, тяжёлых пикапов и внедорожников, а в подвесках легковых автомобилей при необходимости обеспечения поворота колёс применяются стойки с шаровыми шарнирами, так как они не требуют частой смазки.
- Сударыня, почему же, позвольте вас спросить, вы не надели алмазные подвески? Ведь вы знали, что мне было бы приятно видеть их на вас.
А. Дюма «Три мушкетера»
Напомним: называется вся совокупность деталей и узлов, соединяющих кузов или раму автомобиля с колесами.
Перечислим основные элементы подвески:
- Элементы, обеспечивающие упругость подвески. Они воспринимают и передают вертикальные силы, которые возникают при проезде неровностей дороги.
- Направляющие элементы - они определяют характер перемещения колес. Также направляющие элементы передают продольные и боковые силы, и возникающие от этих сил моменты.
- Амортизирующие элементы. Предназначены для гашения колебаний, возникающих при воздействии внешних и внутренних сил
Вначале была рессора
У первых колесных не было никаких подвесок - упругие элементы попросту отсутствовали. А затем наши предки, вероятно, вдохновившись конструкцией стрелкового лука, стали применять рессоры. С развитием металлургии стальным полосам научились придавать упругость. Такие полосы, собранные в пакет, и образовали первую рессорную подвеску. Тогда чаще всего использовалась так называемая эллиптическая подвеска, когда концы двух рессор были соединены, а их середины крепились к кузову с одной стороны и к оси колес с другой.
Затем рессоры стали применять на автомобилях, причем как в виде полуэллиптической конструкции для зависимых подвесок, так и установив одну, а то и две рессоры поперек. При этом получали независимую подвеску. Отечественный автопром долго использовал рессоры - на Москвичах до появления переднеприводных моделей, на Волгах (за исключением Волги Сайбер), а на УАЗах рессоры применяются до сих пор.
Рессоры эволюционировали вместе с автомобилем: листов в рессоре становилось меньше, вплоть до применения однолистовой рессоры на современных малых развозных фургонах.
| Плюсы рессорной подвески | Минусы рессорной подвески |
|
|
Пружинная подвеска
Пружины начали устанавливать еще на заре автомобилестроения и с успехом применяют до сих пор. Пружины могут работать в зависимых и независимых подвесках. Их применяют на легковых автомобилях всех классов. Пружина, поначалу только цилиндрическая, с постоянным шагом навивки по мере совершенствования конструкции подвески приобрела новые свойства. Сейчас применяют конические или бочкообразные пружины, навитые из прутка переменного сечения. Все для того, чтобы усилие росло не прямо пропорционально деформации, а более интенсивно. Сначала работают участки большего диаметра, а затем включаются те, что поменьше. Так же и более тонкий пруток включается в работу раньше, чем более толстый.
| | |
Торсионы
А вы знаете, что почти в любом автомобиле с пружинной подвеской все равно есть торсионы? Ведь стабилизатор поперечной устойчивости, который сейчас ставят почти повсеместно, это и есть торсион. Вообще любой относительно прямой и длинный рычаг, работающий на кручение, представляет собой торсион. Как основные упругие элементы подвески торсионы стали применятся наряду с пружинами в самом начале автомобильной эры. Торсионы ставили вдоль и поперек автомобиля, использовали в самых разных типах подвесок. На отечественных автомобилях торсион использовался в передней подвеске Запорожцев нескольких поколений. Тогда торсионная подвеска пришлась кстати вследствие своей компактности. Сейчас торсионы чаще используют в передней подвеске рамных внедорожников.
Упругим элементом подвески является торсион - стальной стержень, работающий на кручение. Один из концов торсиона закреплен на раме или несущем кузове автомобиля с возможностью регулировки углового положения. На другом конце торсиона установлен нижний рычаг передней подвески. Усилие на рычаге создает момент, закручивающий торсион. Ни продольная, ни боковая силы на торсион не действуют, он работает на чистое кручение. Подтяжкой торсионов можно регулировать высоту передней части автомобиля, но при этом полный ход подвески остается прежним, мы только меняем соотношение ходов сжатия и отбоя.
Амортизаторы
Из курса школьной физики известно, что любой упругой системе свойственны колебания с некой собственной частотой. А если еще будет воздействовать возмущающая сила с совпадающей частотой, то возникнет резонанс - резкое увеличение амплитуды колебаний. В случае с торсионной или пружинной подвеской бороться с этими колебаниями и призваны амортизаторы. В гидравлическом амортизаторе рассеивание энергии колебаний происходит за счет потери энергии на перекачивание специальной жидкости из одной камеры в другую. Сейчас телескопические амортизаторы распространены повсеместно, от малолитражек до большегрузных автомобилей. Амортизаторы, называемые газовыми, на самом деле тоже жидкостные, но в свободном объеме, а он есть у всех амортизаторов, содержится не просто воздух, а газ под повышенным давлением. Поэтому «газовые» амортизаторы всегда стремятся вытолкнуть свой шток наружу. А вот у следующего вида подвесок без амортизаторов можно обойтись.
Пневматическая подвеска
В пневматической подвеске роль упругого элемента играет воздух, находящийся в замкнутом пространстве пневмобаллона. Иногда вместо воздуха используют азот. Пневмобаллон представляет собой герметичную емкость со стенками из синтетических волокон, завулканизированных в слой герметизирующей и защитной резины. Конструкция во многом напоминает боковину шины.
Важнейшим качеством пневмоподвески является возможность изменять давление рабочего тела в баллонах. Причем перекачка воздуха позволяет устройству играть и роль амортизатора. Система управления позволяет изменять давление в каждом отдельном баллоне. Таким образом автобусы могут вежливо наклоняться на остановке для облегчения посадки пассажиров, а грузовики сохранять постоянную «стать», будучи набитыми под завязку или абсолютно порожними. А на легковых автомобилях пневмобаллоны могут устанавливаться в задней подвеске для сохранения постоянного дорожного просвета в зависимости от загрузки. Иногда в конструкции внедорожников применяют пневмоподвеску и на передней, и на задней осях.
Пневмоподвеска позволяет регулировать клиренс автомобиля. На больших скоростях машина «приседает» ближе к дороге. Поскольку при этом центр масс становится ниже, уменьшается валкость в поворотах. А на бездорожье, где важен большой дорожный просвет, кузов, наоборот, приподнимается.
Пневмоэлементы совмещают в себе функции пружин и амортизаторов, правда только в тех случаях если это заводская конструкция. В тюнинговых конструкциях, когда пневмобаллоны просто добавляют к существующей подвеске, амортизаторы лучше оставить.
Установку пневмоподвесок очень любят тюнингисты всех мастей. И, как обычно, кто-то хочет пониже, кто-то повыше.
| | | |
Зависимая и независимая подвеска
Все слышали выражение «у него независимая подвеска по кругу». А что же это значит? Независимой подвеской называется такая подвеска, когда каждое колесо совершает ходы сжатия и отбоя (вверх и вниз) не оказывая влияния на перемещения других колес.
| | |
Независимая подвеска типа МакФерсон с L или А-образными рычагами - сегодня самый распространенный тип передней подвески в мире. Простота и дешевизна конструкции совмещаются с неплохой управляемостью.
Зависимой называется такая подвеска, когда колеса объединяет одна жесткая балка. При этом ход одного колеса, например вверх, сопровождается изменением угла наклона другого колеса относительно дороги.
Раньше такие подвески применялись весьма широко - взять хоть наши Жигули. Теперь только на серьезных внедорожниках с мощной неразрезной балкой заднего моста. Зависимая подвеска хороша только своей простотой и используется там, где по условиям прочности необходим жесткий неразрезной мост. Еще есть полузависимая подвеска. Такая используется на задней оси недорогих автомобилях. Она представляет собой упругую балку, которая связывает оси задних колес.
Одним из факторов, на которые следует обращать внимание при выборе автомобиля является тип подвески. Плавность и комфорт при движении играют немаловажную роль. Желание обладать транспортным средством, способным одинаково хорошо вести себя на асфальте и при движении по бездорожью возникает у каждого автолюбителя.
Споры о том какая подвеска имеет лучшие характеристики бесконечны. На этот вопрос нет однозначного ответа. Сформировавшиеся стереотипы относительно области применения некоторых типов выглядят так: внедорожникам - зависимую, легковым машинам среднего класса — комбинированную, спорткарам - двухрычажную. Каждая система имеет свои достоинства и недостатки.
Что такое подвеска?
Подвеской считается часть автомобиля, входящая в состав шасси, которая служит промежуточным звеном между его кузовной частью и дорожным полотном. Работа подвески заключается в том, чтобы удар, полученный при контакте с препятствием, был преобразован в перемещение упругого элемента. В результате этого перемещения гасится энергия удара и увеличивается плавность хода .
Существует ряд основных требований к подвескам. К ним относится: поддержание машины в горизонтальном положении при любых воздействиях; способность гасить возникающие колебания; упругость всех её элементов, их прочность и долговечность.
Подвески классифицируются следующим образом:
- Зависимая (может быть на поперечной и продольной рессорах, с направляющими рычагами, с упорной трубой, подвеска De Dion, торсионно-рычажной).
- Независимая (различают подвеску на косых и двойных поперечно расположенных рычагах, с качающимися полуосями, с одинарными или двойными продольными рычагами, «Макферсон», с поперечными рычагами).
- Активная, то есть изменяющая жёсткость и положение по команде устройства управления (пневматическая, гидравлическая, пневмогидравлическая).
Рассмотрим и сравним два типа подвесок, нашедших наиболее широкое распространение: зависимую и независимую.
Зависимый тип подвески
Она упрощенно представляет собой два противоположных колеса, жёстко соединённых между собой одной балкой . Воздействие на одно колесо приводит к изменению положения второго. Зависимой подвески в большей степени предназначена для эксплуатации в тяжёлых дорожных условиях.
Зависимая подвеска: 1) Витая пружина 2) Верхний продолльный рычаг. 3)Нижний продольный рычаг. 4) Балка моста. 5) Амортизатор. 6) Ступица колеса. 7) Стабилизатор поперечной устойчивости. 8) Поперечный рычаг (тяга Панара)
Плюсы и минусы любой подвески зависят от её конструкции, но есть и общие для всех свойства.
Преимуществами такой подвески является:
- Постоянный клинерс, то есть дорожный просвет остается неизменным, что даёт ей преимущество в движении по бездорожью.
- Высокая устойчивость к повреждениям и прочность.
- Недорогое обслуживание.
- Небольшое количество составляющих деталей и, как результат, надёжность.
Отрицательные стороны зависимой подвески:
- 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.
Независимый тип подвески
В данном типе подвески колёса не связаны друг с другом , то есть действуют независимо. Независимая подвеска имеет преимущество при движении по трассе с большой скоростью и устанавливается, как правило, на легковых автомобилях.
К преимуществам независимой подвески можно отнести:
- Малые отклонения относительно продольной оси.
- Хорошую управляемость.
- Хорошее сцепление с дорожным покрытием.
- Высокий уровень комфорта.
Минусами этого типа подвески можно назвать:
- 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.
В чём сходство и различие независимой и зависимой подвесок?
Оба эти типы подвесок объединяет одно предназначение - сделать нахождение в транспортном средстве более комфортным и безопасным .
Конструктивно независимую и зависимую подвеску объединяет наличие упругих элементов, направляющих элементов и амортизаторов. Эти функции может совмещать в себе одна деталь, например рессора.
Благодаря различной конструкции, зависимая и независимая подвеска имеют ряд отличий:
- В зависимой два колеса жёстко соединены, зависят друг от друга. В независимой каждое действует самостоятельно; воздействие на одно не отразится на другом.
- В независимой меньше неподрессоренных масс, так как отсутствует мост, в противоположность зависимой.
- Независимая подвеска чувствительна к установке колес отличного от положенного размера, поскольку они являются частью кинематики подвески.
- Необходимым условием эффективного действия независимой подвески является нахождение кинематического центра над поверхностью дороги, другими словами при максимальных отклонениях подвеска должна находиться выше уровня дороги.
- Независимая подвеска имеет меньший риск опрокидывания при попадании в яму на большой скорости, благодаря отсутствию жёсткого взаимодействия противоположных колёс.
В пользу какой подвески сделать выбор решает покупатель. Следует обратить внимание не только на уровень комфорта, но и на стоимость обслуживания и запчастей, отзывы по срокам эксплуатации элементов подвески и репутацию производителя.
В статье описана зависимая подвеска автомобиля, принцип её работы, основные отличия, преимущества и недостатки. Так же наведены багги, стоимость деталей для ремонта и сравнение с другими видами подвесок. В конце статьи видео-обзор принцип работы зависимой подвески.
Содержание статьи:
Учитывая тенденцию развития технологии автомобилестроения, соответственно и подвеска так же получает изменения. Чаще всего на современных легковых автомобилях можно встретить независимый тип подвески, но все же есть варианты, когда устанавливают зависимую подвеску. Основным отличием от зависимой от других вариантов считается наличие жесткой балки, которая связывает левое и правое колесо автомобиля.
Обычно зависимую подвеску ставят на автомобиль в тех случаях, когда нужна простая конструкция. Для бюджетных легковых автомобилей это недорогое обслуживание, а вот для грузовых – надежность и прочность. Часто такой вид зависимого механизма можно встретить на внедорожниках, где необходим постоянный, неизменяемый клиренс и большой ход подвески.
История появления зависимой подвески
Точной даты появления зависимой подвески автомобиля нет, но точно известно, что еще самые первые автомобили устанавливали на такой механизм. Примером может быть тот же Ford T, Ford Model A и ГАЗ-А, поэтому некоторые специалисты считают появление подвески в 1927 году. Именно в этом году стартовало производство ранее перечисленных автомобилей.
Дальнейшее развитие зависимой подвески не остановилось, несмотря на жесткость и не самую лучшую управляемость. Как пример её устанавливали на ГАЗ-67, ГАЗ-21 или ГАЗ-24. Список автомобилей минимальный, так как по сути это надежная и недорогая в обслуживании подвеска, а значит, и стоимость легкового автомобиля будет небольшой. На сегодня подвеска широко используется в автомобилях (внедорожниках) с повышенной проходимостью, а так же в грузовых машинах, которым требуется надежность.
Виды и типы зависимой подвески автомобиля
Чаще всего специалисты выделяют три основные разновидности зависимой подвески автомобиля, но если рассмотреть, то всего можно выделить 6 вариантов. Чтоб понять, рассмотрим их все более подробно.
В наши дни зависимую подвеску на поперечных рессорах встретить практически невозможно. Механизм шасси состоит из моста (жесткой неразрезной балки), которая крепится к кузову за счет поперечной (поперечных) рессор. Как уже говорили, впервые такая подвеска устанавливалась на автомобили Ford T и Ford Model A.
Стоит отметить, что данный тип зависимой подвески устанавливался вплоть до 1948 года. Самым существенным недостатком данной системы с поперечными рессорами – податливость в продольном направлении. Во время движения подвеска непредсказуемо меняла угол моста, что в результате сказывалось на плохой управляемости автомобилем (на большой скорости). Как правило, такой механизм устанавливали не передней подвеске, даже по меркам 40-ых годов прошлого века, такие недоработки не могли обеспечить автомобиль надежностью и безопасностью.
В сравнении с поперечным расположением рессоры, продольное расположение способствовало прогрессу, поэтому дожило до наших дней и пользуется не меньшей популярностью. Многие ставят её наравне с предыдущим вариантом, по древности строения и так же считают одной из древних. Основой для данного вида так же послужил мост (жесткая балка), но в этот раз она крепится к кузову посредством двух продольных рессор, на каждую ось.
Рессора подвески ключевой элемент, который состоит из листов металла, скрепленных между собой. Для придания механизму подвижности, рессоры и мост соединяют с помощью специальных хомутов и втулок. В отличие от предыдущего варианта, продольные рессоры выполняют роль направляющих, что задает правильное перемещение колес относительно кузова. Именно такое расположение и крепеж сыграли позитивную роль в управлении автомобилем, за счет чего подвеска дожила до наших дней и успешно применяется на разных автомобилях.
Название механизма говорит само за себя, а так же о деталях и их расположении. Существует множество вариантов исполнения подвесок подобного рода, с различным количеством рычагов и расположением. Как показывает статистика, чаще всего применяется смеха зависимой подвески на четырёх рычагах и тягой Панара.
Примечание: тяга Панара – основной элемент автомобильной подвески, так же известная как реактивная штанга, которая препятствует смещению оси в зависимости от колес в поперечном направлении. Основная задача – минимизация перемещения моста в поперечном направлении, в момент поворота или перестроения автомобиля.
Главный плюс такой подвески в том, что установленные рычаги жестко задают траекторию и движение ведущего моста автомобиля (в продольном, поперечном и боковом направлении).
Чтоб добиться устойчивости, верхние рычаги располагают под небольшим уклоном, относительно продольной оси автомобиля. Таким образом, в случае движения по кривой оси, задний мост начинает подруливать в сторону поворота, что придает машине дополнительную устойчивость. Умелые автолюбители заменяют верхние рычаги одним треугольным, за счет чего автомобиль более устойчив при движении по грунтовке или плохой дороге. Основное отличие в том, что в таком виде зависимой подвески присутствует амортизатор и пружина. Поэтому не удивление, что именно данный тип часто применяют в современных автомобилях.
Основным элементом такой разновидности зависимой подвески считается защитная труба карданного вала или же дышло (А или L образные рычаги) жёстко закрепленные на балке моста. Как показывают разные данные, по свойствам кинематики, такой тип вполне соответствует зависимой рычажной подвеске, с 1-им продольным рычагом на оси. Для повышения надежности и комфорта вместо амортизаторов применяют рессоры, пневмобаллоны или пружины. Как пример, на Fiat 124 (прототип ВАЗ 2101), часть кардана была закрыта.
Что касается дышла задней подвески, то инженеры так же использовали его в целях повышения безопасности, уменьшения кренов кузова в момент торможения или разгона. Комбинацию подвески с использованием дышла чаще всего можно встретить на автобусах или грузовиках, в основу которых входят пневмобаллоны.
Зависимая подвеска «Де Дион»
Данный тип зависимой подвески считается самым старым, а её корни упоминаются еще в 1893 году, когда французский инженер Шарль-Арман Трепарду изобрел данный механизм. Между собой элементы соединены лёгкой неразрезной балкой, а сам редуктор передач намертво крепится к кузову или раме.
Несмотря на конструкцию, направляющие и упругие элементы такой зависимой подвески могут быть любого типа (продольные или поперечные рессоры, продольные рычаги на пару с пружинами, пневмобаллонами и в самом разном количестве). Благодаря такой конструкции на ведущие колёса, инженерам удалось свести к минимуму неподрессоренные массы. Как пример, такой вид подвески можно встретить на автомобилях Volvo 340, DAF 66. Доработанный вариант подвески Де Дион можно встретить на автомобилях Smart.
Нельзя обойти стороной зависимую балансирную подвеску автомобиля, в которой есть продольная связь между колесами. Данный тип подвески устроен таким образом, что колеса с одной стороны автомобиля (зачастую близко расположенные), связаны между собой. Инженеры соединили их продольными штангами, а так же одной многолистовой рессорой на два колеса.
За счет такой конструкции, неровности на дороге чувствуются с минимальным усилием, а в дополнение ко всему смягчение придают качающиеся балансиры. Собственно говоря, это так же позволяет распределить нагрузку и улучшить плавность хода машины. Обычно такой тип зависимой подвески можно встретить на грузовых автомобилях, задняя часть которого получила две оси.
Помимо перечисленных видов подвески, некоторые специалисты выделяют так же зависимый механизм Уатта и Скотта-Рассела, основанные на рычагах. Из-за своей сложности и устройств, данные варианты подвесок практически не нашли массового применения, хотя считаются классическими вариантами.
Устройство зависимой подвески автомобиля
Учитывая разнообразность зависимой подвески автомобиля и её устройство, соответственно и строение будет разным. Все же есть и те основные детали, которые можно встретить в любом из вариантов данного механизма. Инженеры выделяют три основные детали, которые должны быть в наборе самой распространенной рессорной зависимой подвески автомобиля:
Рессоры – если рассматривать в деталях, то это набор металлических пластин (листов), выполненных в эллиптической форме и разной длины. За счет стяжных деталей, все рессоры соединены между собой. Далее, с помощью хомутов рессоры крепятся к оси подвески. По всем характеристикам, данные детали выполняют роль направляющих и упругих элементов, а так же частично заменяют амортизаторы, за счет трения между листами. Основная деталь, отвечающая за жесткость подвески – количество листов рессоры, соответственно отсюда и название многолистовые или малолистовые рессоры.
Кронштейны зависимой подвески – основные детали, с помощью которых набор рессоры крепится к кузову автомобиля. Как правило, один кронштейн закреплен неподвижно, а второй может передвигаться продольно по рессорам.
Мост (металлическая балка автомобиля) . Основная деталь всей зависимой подвески, представляющая собой металлическую, жесткую ось, с помощью которой соединяются левое и правое колесо.
Теперь же рассмотрим, какие элементы входят в набор пружинной зависимой подвески автомобиля . Как и в предыдущем случае, основой является металлическая балка. Далее в перечне числятся пружины, амортизаторы, а так же реактивные штанги. По имеющейся информации, самая распространенная зависимая подвеска состоит из 5-ти рычагов (4 продольные и 1 поперечный рычаг). По типу крепежа, одна часть к раме машины, другая часть к балке.
Схема зависимой подвески автомобиля
На фото представлена схема зависимой подвески автомобиля на рессорах
- Рессора листовая;
- Хомут для крепежа рессор;
- Жесткая балка подвески;
- Амортизатор;
- Стремянка (плашка крепежная);
- Опора рессоры;
- Ступица;
- Серьга для опоры рессоры.
На фото представлена схема зависимой подвески на амортизаторах
- Пружина подвески;
- Продольный рычаг (верхний);
- Продольный рычаг (нижний);
- Жесткая балка подвески автомобиля;
- Амортизатор;
- Ступица;
- Стабилизатор поперечной устойчивости подвески;
- Тяга Панара.
На фото представлена схема зависимой подвески Де Дион
- Амортизатор подвески;
- Пружина;
- Передаточный вал;
- Тормозной диск;
- Дифференциал (жестко крепится к раме);
- Рычаг (задний);
- Муфта (шлицевая);
- Рычаг (поперечный);
- Балка неразрезная;
- Рычаг (верхний).
Принцип работы зависимой подвески автомобиля
Смотрите видео принцип работы зависимой подвески
Сразу хочется отметить, что комфорт такой системы не самый лучший, поэтому ожидать роскоши, подобно в премиум автомобиле не стоит. Устройство зависимой подвески вполне оправдывает тряску и толчки в салоне машины. Если рассматривать механизм в целом, то это единая, жесткая ось, соединяющая колеса машины спереди или сзади.
В работе данного типа подвески есть одна закономерность. Если колесо одной оси попадает в яму или наклоняется относительно кузова автомобиля, то противоположное колесо с другой стороны движется в противоположном положении (одно колесо опускается вниз, другое подымается вверх), или же наоборот.
Конструкция такой подвески простая, но, тем не менее самая надежная из существующих, так как может переносить большие нагрузки. Минус в том, что если одна сторона машины наезжает на неровность, то наклоняется весь кузов. Как уже говорили, никакой речи о комфорте в салоне идти не может, разве, что если в подвеске использовали амортизаторы и пружины для смягчения ударов и колебаний кузова.
Основные отличия зависимой и независимой подвески
Рассмотрев устройство и принцип работы зависимого механизма, а так же ранее ознакомившись с сразу можно понять, в чем основные отличия. Если простыми словами, то строение зависимой и независимой подвески вовсе разное, хотя цель одна – сделать нахождение в кабине автомобиля комфортным и безопасным.
Основное сходство между зависимой и независимой подвеской считается наличие упругих элементов, направляющих, а так же амортизаторов. Хотя в зависимой подвеске все это можно заменить с помощью рессоры. Все же отличий намного больше нежели сходств, даже начиная с того же названия.
- По отличиям зависимая подвеска автомобиля жестко соединяет два колеса одно оси, в свою очередь они зависят друг от друга. В независимой подвеске (например ) колеса одной оси не зависят друг от друга и действуют самостоятельно, а воздействие на одно колесо не будет отражаться на втором;
- Независимая подвеска более чувствительная к установке колес иного размера от положенного, так как многое зависит от кинематики механизма. В зависимой подвеске нет таких условий, поэтому владельцы подобных автомобилях время от времени пользуются такой возможностью;
- Зависимая подвеска громоздкая в размерах, а так же тяжелая, чем значительно проигрывает независимой подвеске. Как правило, зависимую подвеску устанавливают на заднюю ось автомобиля и заднеприводные модели. На автомобилях с полным приводом зависимая подвеска может быть на передней и задней оси;
- За счет того, что колеса зависимой подвески зависят друг от друга, управляемость подвески снижается, соответственно и диапазон работы самой подвески меньше, нежели в независимой;
- По комфорту зависимая подвеска куда более жесткая, чем независимая. Соответственно комфорт так же на порядок ниже независимого варианта;
- Недорогое обслуживание зависимой подвески, простая конструкция, устойчивость и прочность.
Техническое обслуживание зависимой подвески
Как уже говорили, зависимая подвеска отличается устойчивостью и возможностью выдерживать большие перегрузки в отличие от независимого механизма. Соответственно принцип обслуживания и эксплуатации будет отличаться, хотя отдельные моменты все же могут быть одинаковыми как для зависимой, так и независимой подвески автомобиля.
Зачастую зависимую подвеску выбирают для тех автомобилей, которые должны выдерживать большие нагрузки, частую езду по бездорожью, а так же относительно недорогое обслуживание. Как показывает практика, чаще всего это выбор между комфортом и надежностью, из-за чего зависимая подвеска выигрывает своими характеристиками.
Как и любой механизм, зависимая подвеска время от времени требует технического обслуживания. Тяжело предсказать, какая деталь может быстрей всего выйти из строя. Все же основываясь на практику и немалое время существования данного вида, можно выделить основные моменты в обслуживании и ремонте зависимого механизма. Многие водители говорят, что время от времени стоит проверять стяжку рессоры их целостность и правильное расположение. Поломка стяжки может привести к потере управляемости автомобилем и спровоцировать ДТП.
Не менее важный элемент – мост подвески , его так же стоит проверять на правильность работы, отсутствие люфта и посторонних звуков. Появление стороннего звука может говорить о наличии неисправности и в результате неизбежного ремонта всего моста. К основным неисправностям можно отнести износ амортизаторов, пружин, шаровых шарниров, распорок, существенный изгиб балки, износ резиновых втулок. Время от времени стоит проверять зависимую подвеску на наличие потеков, осмотр ШРУСов (гранат), проверка целостности сайленблоков. Больше всего зависимая подвеска боится люфтов, зачастую это способствует дополнительной вибрации, что может привести к изгибу деталей, появлению трещин или вовсе полному выходу из строя отдельных элементов или оси в целом.
Багги на зависимой подвеске
Несмотря на надежность и проверенные временем ситуации, зависимая подвеска имеет свои изъяны и недостатки, которые в самое неподходящее время могут подвески владельца. Бывает это крайне редко, но если случается результат не самый приятный, так как машина может ехать груженой до отказа или же вовсе быть на бездорожье, где СТО вовсе нет поблизости. В зависимости от автомобиля, на который установлена зависимая основа, соответственные могут быть и багги механизма.
Многое в определении поломки подвески зависит от опыта и хозяина, в большей мере именно хозяин первым увидит неисправности и неправильную работу всего механизма. Хотя бы раз в жизни каждый водитель видел, который реагирует на каждую неровность или выбоину на дорожном покрытии. Это первый признак поломки одной из деталей всей подвески. Зачастую это трещина, срыв стяжного элемента или же вовсе плохие амортизаторы. Предшествием ощутимых признаков может быть неприятный шум или небольшой стук.
Еще одна частая причина поломки зависимой подвески – уход от прямолинейного движения по горизонтальной плоскости (учитываем, что давление в шинах равномерное). Основной причиной может быть неодинаковая осадка пружин, рессоры или же просадка одной из деталей, отвечающих за стяжку рессоры, или жесткий крепеж продольных рычагов. На сегодня это считается самой частой поломкой зависимой основы, а если учитывать состояние дорог, то предсказать её практически невозможно. Зависимость равномерная, чем больше нагрузка и дольше срок эксплуатации без технического обслуживания, тем быстрей выйдет из строя одна из деталей такой подвески.
Третей и самой частой поломкой зависимой подвески можно считать выход из строя самого моста. Причин так же может быть много, но, как правило, это недочеты водителя, несвоевременное обнаружение причины. Результат поломки может быть плачевным, зачастую разрыв моста тянет за собой выход из строя целого ряда деталей, а автомобиль требует мгновенной остановки и не сможет продолжить дальнейшее движение. Предшествием такой поломки является характерный гул кардана или других подвижных (вращающихся) элементов во время движения машины.
Несмотря на самые разнообразные и непредсказуемые поломки зависимой подвески, большая часть деталей стоят относительно не дорого, а сам ремонт вполне простой и сделать можно самостоятельно в гараже.
| Цена деталей зависимой подвески автомобилей | |
| Наименование | Цена от, руб. |
| Балка заднего моста ВАЗ 2101 | 6285 |
| Амортизатор задний ВАЗ 2106 | 838 |
| Болт балки ВАЗ 2106 | 30 |
| Буфер хода сжатия ВАЗ 2106 | 52 |
| Втулка стабилизатора ВАЗ 2101-2107 | 105 |
| Ось рычага ВАЗ 2101 | 322 |
Как видим, стоимость деталей доступна, а значит, и ремонт зависимой подвески будет недорогим. В частности наведен пример на легковых автомобилях ВАЗ 2101 и 2106, которые чаще всего можно встретить на дорогах общего пользования. Что касается зависимой основы грузовых автомобилей, то цена деталей будет немного больше. Все же в сравнении с деталями независимой подвески, цена значительно ниже, что еще раз подтверждает недорогую себестоимость производства зависимой основы.
Заключение о зависимой подвеске автомобиля
Рассматривая зависимую и независимую подвеску автомобилей, отличия заметны невооруженным глазом. Если вы желаете получить комфорт и не планируете выезжать на бездорожье, то все же лучше остановить выбор на независимом механизме. Но, если же в первую очередь для Вас важна надежность, устойчивость и максимальный ресурс, при этом комфорт на последнем месте – стоит обратить внимание на зависимый вариант подвески. Так же не стоит забывать, что помимо большого ресурса механизмов зависимой подвески, в ремонте она обойдется намного дешевле, нежели другие варианты независимой.
Видео-обзор принцип работы зависимой подвески автомобиля:
Независимая подвеска - конструкция подвески, в которой между правым и левым колесом одной пары нет жесткой связи. Активно применяется в современных автомобилях, так как обеспечивает хорошую управляемость на высокой скорости.
Ходовая частьВ самой общей классификации автомобильная подвеска делится на два типа: зависимую и независимую. Основной признак зависимой подвески в том, что два колеса, находясь на одной оси, жестко соединены с друг с другом. В независимой подвеске общей оси нет. Как следствие, управляемость и общий комфорт для водителя у автомобилей с такой подвеской значительно выше.
Типы независимой подвески
Построена, как это ясно из названия, на снабженных шарнирами полуосях. Применялась в сочетании с рессорами, но большого распространения не получила за счет несовершенства - слишком уж большую степен свободы получают колеса, что не лучшим образом влияет на управляемость.
Учитывая эти особенности, чаще всего такой подвеской снабжали автомобили с задней ведущей осью. Такая подвеска, в частности, была применена сзади в отечественном "Горбатом" Запорожце ЗАЗ-956.
Этот тип независимой подвески отличается простотой, обеспечившей ей достаточно широкое распространение. Из названия понятно, что основой конструкции являются прикрепленные к кузову продольные рычаги, обладающие способностью качаться вверх и вниз. Недостатком такой подвески была и остается ее относительная "зависимость", так как при кренах колесо на противоположной стороне кузова слишком сильно поднимается, частично теряя сцепление с дорогой. Благодаря этому негативному качеству встречается, преимущественно, на задней оси переднеприводных автомобилей. Подвеской этого типа во второй половине двадцатого века, оснащались автомобили Citroen и другие «французы». Относительным достоинством продольных рычагов можно считать то, что они практически не занимают места под кузовом, позволяя увеличить объем багажника.
В восьмидесятые годы подвеска на продольных рычагах была постепенно вытеснена системой «макферсон», а позже, подвеской на двойных поперечных рычагах.
Подвеска "Макферсон"
Наиболее распространенный вид независимой подвески. Часто применяется в передней оси автомобиля, вне зависимости от того, ведущая она или нет. Подвеска МакФерсон - разновидность подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг удален, и роль второй опоры выполняет амортизаторная стойка.
Компактность подвески McPherson позволяет успешно использовать конструкцию на переднеприводных легковых автомобилях, так как не мешает устанавливать двигатель и коробку поперечно и оставляет достаточно места для ведущих приводов (ШРУС).
Это модификация подвески на продольных рычагах, созданная в стремлении избавить конструкцию от "врожденных болезней". Косыми рычаги называются потому, что устанавливаются не строго параллельно кузову, а под определенным углом, что мешает колесам «разъезжаться» в перпендикулярном оси движения направлении. Это обстоятельство позволило повысить управляемость в сравнении с автомобилями, оснащенными подвеской на продольных рычагах. Косые рычаги можно видеть в ранних автомобилях BMW третьей серии, Ford Granada, Sierra и Scorpio, то есть на заднеприводных моделях.
Достаточно редкий в наше время тип подвески с двумя продольными рычагами с каждой стороны. Использовалась в основном на передней оси заднемоторных автомобилей. Наиболее яркий пример «Фольксваген Жук» и первые два поколения микроавтобусов «Транспортер».
Этим типом подвески мир обязан небезызвестному Фердинанду Порше. В отечественной автомобильной истории наиболее известный пример применения - конструкция подвески передней оси "Горбатого" Запорожца. Автомобилисты с большим стажем наверняка помнят заключенные в трубы торсионы, выполнявшие роль упругих элементов в подвеске ЗАЗ-956, наиболее заметную ее деталь, однако едва ли знают, что именно они вкупе с двойными продольными рычагами составляют основу "Системы Порше"
В этой конструкции с каждой стороны автомобиля расположены два поперечных рычага, одним концом подвижно закрепленные на кузове, подрамнике или раме, а вторым, внешним, на стойке, к которой либо прикреплен поворотный кулак, несущий колесо (передняя ось), либо ступица (задняя ось).
Основное преимущество подвески этого типа - возможность даже без регулировочных винтов или иных элементов, подбором длины рычагов, задать все основные характеристики (к примеру, параметры развала колес). Благодаря этому крайне важному фактору в большинстве современных автомобилей подвеска как передней, так и задней оси основана на принципе двух рычагов.
Активная подвеска
В принципе, подвеска этого типа может быть разновидностью любой из вышеперечисленных. Суть концепции, отраженной в названии, заключается в способности изменять положение и жесткость элементов, работающих на упругость по команде от блока управления. Строится на основе пневматических баллонов, гидравлических или пневмогидравлических цилиндров. В легковых автомобилях встречается редко из-за сложности и дороговизны. Классическим примером можно считать систему изменения клиренса, которую можно найти в автомобилях Citroen, от DS начала пятидесятых, до Xantia середины девяностых.
Плюсы и минусы независимой подвески
Малый вес неподрессоренных масс. Неподрессоренной массой считается вес всех элементов подвески (в том числе и вес колеса). Чем меньше вес, тем лучше подвеска работает, легче гасятся колебания, дольше «жизнь» элементов подвески.
Больше настроек подвески.
Лучше управление и сцепление с дорогой на больших скоростях.
Сложнее конструкция, больше деталей и соответственно сложнее и дороже ремонт.
