У підвісці будь-якого траспортного засобуможна виділити 3 групи елементів: пружні – стабілізатори та пружини, демпфуючі – амортизатори читаємо – , та напрямні – важелі. Розглянемо найпоширеніші на сьогоднішній день типи підвіски автомобілів.

Види підвіски автомобілів.

Залежна підвіска.

Залежна підвіска є найдавнішою підвіскою, яка використовується досі, її відмінною рисою є жорсткий зв'язок осей коліс завдяки простій балці або картеру моста.

Переваги даної підвіски полягають у низькій її вартості, невеликій вазі, високому центрі поперечного крену, а головне – у сталості розвалу та колії. На рівній дорозі кут нахилу коліс до такої поверхні не змінюється, незалежно від нахилу та розгойдування, а, отже, в будь-яких режимах автомобіль має гарне зчеплення з дорогою. Тільки даний тип підвіски має цю властивість.

Недоліком залежної підвіски є те, що на нерівній поверхні влучення одного колеса в ямку призводить до зміни розвалу іншого, внаслідок чого знижуються їх зчіпні властивості. Звичайно, на прямій дорозі це не надто небезпечно, але на поворотах це може призводити до заметів.

Підвіска на поздовжніх важелях.

Підвіска на поздовжніх важелях - найпростіша підвіска, де колеса не мають один з одним жорсткого зв'язку. Кожне колесо у такій системі утримується одним поздовжнім важелем. Цей важіль, зазвичай він кріпиться на двох шарнірах до кузова, повинен мати більшу міцність та широку опорну базу.

Перевагою підвіски на поздовжніх важелях є те, що в процесі роботи колеса переміщуються строго в поздовжній площині, а колія та їх сходження залишаються незмінними. Однак з одного боку це перевага, тому що за рахунок цього автомобіль стабільний та економічний, а з іншого боку – недолік, адже при повороті авто колеса нахиляються разом із кузовом.

Напівзалежна підвіска автомобіля.

Напівзалежна підвіска – щось середнє між двома вищеописаними підвісками. До мінусів даного типу можна віднести: збільшені вимоги до місця під днищем і недостатнє опір поперечному нахилу кузова. До плюсів - простоту даної підвіски разом з непоганою стабільністю на прямій дорозі і непоганою стійкістю в поворотах.

Підвіска на подвійних важелях з'явилася в 30 роках 20-го століття і досі залишається невід'ємною частиною спортивних автомобілів. На такій підвісці колесо утримується на двох поперечних важелях, які кріпляться до підрамника або кузова. Її головними перевагами є великий потенціал налаштування, а також можливість отримання високого крену.

Підвіска Макферсон.

Макферсон – через простоту конструкції, невелику ширину і легкість найпопулярніший тип підвіски в даний час, це робить її незамінною в умовах тісноти моторних відсіків. До мінусів даного типу можна віднести велике тертя в стійкій амортизаторі, що погіршує фільтрацію дорожніх шумів і нерівностей, а також збільшує навантаження на бризковик. Докладніше про підвіска МакФерсон.

Підвіска на косих важелях.

Підвіска на косих важелях - на вигляд проста: з кожного боку розташовується по одному косому важелю, а вісь обертання нахилена і в поперечному, і поздовжньому напрямку. Ця підвіска забезпечує відносну стабільність колії, тобто. що більше змінюється розвал при проходженні поворотів, то більше розширюється під час стиснення колію. Ця підвіска має корисні властивості для задньої осі: вона перешкоджає крену авто на гальмуванні, притискаючи кузов до землі, крім того, з її допомогою можна вплинути на характер керованості - змінювати недостатню повертаність на надмірну (і навпаки).

Багатоважільна підвіска автомобіля.

Багатоважільна підвіска є двоважелевою підвіскою, куди додані поздовжні або косі важелі, які «тягають» колесо вбік під час стиснення для коригування сходження. Як правило, її використовують для нейтралізації надмірної або недостатньої повертаності. Недоліки цього типу: погана фільтрація нерівностей і підвищені безпружинні маси.

Таким чином, всі типи підвісок мають свої плюси та мінуси. Лідерами за кількістю переваг серед усіх сьогодні є двоважільні та багатоважільні підвіски, яким трохи поступаються Макферсон і конструкція на косих важелях. До речі, не зайвим буде ознайомитись із постом.

Конструкцій задньої підвіски досить велика кількість, але так повелося у передньопривідних варіантів, що найпопулярніші це балка і багатоважільна підвіска. Хоча другий варіант з великою кількістю важелів все частіше перестають встановлювати, віддаючи перевагу опоненту. Але чому? Виходить, що балка краще за всіма показаннями? Чи ні? І що ж взяти якщо є вибір. Давайте подумаємо разом, буде як завжди і відео та голосування наприкінці статті.

Як я написав вище варіантів задньої підвіски, дійсно багато, адже конструкція задньої підвіски може відрізнятися і від конструкції приводу (повний). Якщо їх перерахувати, то виходить:

• Балка
• Багатоважільна
• McPherson
• Задня залежна підвіска
• Підвіска типу «Де Діон»
• Напівнезалежна задня підвіска
• Підвіски вантажних автомобілів
• Підвіски позашляховиків та пікапів. Які можуть ділитися на ресорну і пружинну на 4 поздовжніх важелях.

Є ще дуже специфічні варіанти, які перераховувати не має сенсу, все ж таки вони швидше виняток із правил. Однак на передньому приводі прижилися всього два перші варіанти, тобто це «балка» та багатоважільний варіант. Розберемо кожен опишемо всі плюси та мінуси того чи іншого типу, мабуть почнемо з «багатоважеля».

Багатоважільна підвіска

Варто зазначити, що цей тип є логічним продовженням двоважільного варіанта. Як стає зрозуміло, у її конструкції використовується велика кількість важелів. Саме завдяки їм вона кріпиться до кузова, кожен важіль відповідає за свої навантаження. У крайніх точкахє спеціальні кріплення, в яких встановлені сайлент-блоки, а також шарові шарніри, які ефективно гасять удари при різкому виникненні перешкод.

Багатоважільна підвіска повністю незалежна. Заднє колесо не має жорсткого зв'язку з жодним з інших коліс.

Так як тут має місце бути незалежні елементи, такий тип найкомфортніший і безпечніший. Автомобіль завжди має стабільну пляму контакту з дорожнім покриттям, що покращує водіння (чуйність на кермо завжди чітка). Всі елементи кріпляться на підрамниках, через досить великі сайлент-блоки, це ще збільшує шумоізоляцію коліс, тобто в кузов проходить менше вібрацій і шуму. Також ця підвіска важить менше, адже в будові просто важелі, немає жодних «балок», які зовсім нелегкі, що зменшує підресорну масу.

Через комфортність, в основному встановлюється на машинах представницького та преміального класу.

Пробіжимося по плюсах :

• Повністю незалежна
• Зменшена підресорна маса
• Комфортна
• Покращена та стабільна пляма контакту з дорожнім покриттям
• Незалежність поздовжнього та поперечного регулювань
• Може використовуватись у системах повного приводу (4×4)

Тепер про недоліки а як же куди ж без них. Найбільший мінус це дорожнеча, ціна «багатоважеля» на відміну від балки вища майже вдвічі, що реально може бити по кишені.

Складність конструкції та ремонт. Використовується багато важелів, багато сайлент-блоків та шарнірів. Що набагато ускладнює конструкцію підвіски, її складно встановлювати, її складно ремонтувати та обслуговувати.

Строк служби. Також «багатоважіль» не може похвалитися і терміном служби, зазвичай ближче до 80 – 100 000 виходить з ладу один або кілька шарнірів чи сайлент-блоків, виявляються стуки, потрібно діагностувати та змінювати потрібний елемент. А ось щоб зробити ремонт, потрібно зняти чи не всі важелі.

Через свою дорожнечу та складність в установці та ремонті, застосовувалася тільки на дорогих авто, хоча зараз деякі виробники застосовують і на авто «С» класу.

Балка

На даний момент найпоширеніший тип задньої підвіски (для автомобілів із переднім приводом). А саме застосовується H - образна торсіонна балка. Жорстко кріпиться до кузова автомобіля на чотири точки. Задні колеса автомобіля кріпляться безпосередньо до балки, через підшипник.

Це залежна підвіска, тут праве та ліве задні колеса пов'язані між собою, жорстким елементом, а саме балкою. Якщо одне колесо різко потрапляє до ями, тобто воно опускається вниз, то інше колесо піднімається вгору, тим самим стабільність зчеплення коліс падає.

Назвати цей тип «комфортною» мовою не повертається. Так як тут немає великої кількості сайлент-блоків, що «гасять», та й колеса пов'язані один з одним, всі удари які потрапляють на одне колесо, передаються відразу і на інше. Тим самим більшість шуму від коліс, ударів та іншого проходять у кузов. Звичайно, якщо ви знаходитесь в основному в міських умовах, то балки вам буде достатньо.

Плюси цього :

• Проста та надійна конструкція
• Дешева
• Просте та легке обслуговування
• Легкість монтажу
• Найбільший плюс – це правильна кінематика колеса. Адже воно жорстко сидить на балці і рухається лише у потрібній йому площині.

Негативні моменти :

• Комфортність. Як я вже писав, вище багато вібрацій і шум переходять у кузов, комфортабельною її назвати складно
• Важче ніж опонент, а тому «безпружинні маси» тут більше.
• Керованість. Трохи гірше через жорсткий зв'язок коліс
• Таку підвіску можна використовувати тільки в передньому приводі, на інших застосування неможливе.

Не дивлячись, на негативні моменти, ця підвіска набагато дешевша за свого опонента. Також її монтаж та ремонт простіше у рази. Банально нема чому ламатися крім пружин і амортизаторів. Ось чому зараз у великій кількості передньопривідних автомобілів застосовується саме такий варіант, а не якийсь інший. Це банально здешевлює виробництво на 15 - 20%, а це дуже суттєво.

Зараз невелике відео дивимося

На цьому закінчую, думаю, стаття була вам корисна щиро ваш АВТОБЛОГГЕР.

Підвіска, поряд із двигуном та кузовом, – це одна з найважливіших складових автомобіля. Саме до неї прикута увага безлічі конструкторів та інженерів. Типи підвісок автомобілів бувають різними, що залежить від приводу, сегмента, який займає модель, і, звичайно, ціни на машину.

Існує безліч типів підвісок. Деякі використовувалися раніше, інші застосовуються і зараз, тому необхідно розглянути ті типи, які набули найбільшого поширення в сучасному автомобілебудуванні:

1. Підвіска McPherson;
2. Двоважільна підвіска;
3. Багатоважільна підвіска;
4. Адаптивна підвіска;
5. Підвіска типу «Де Діон»;
6. Задня залежна схема підвіски;
7. Напівзалежна задня підвіска;
8. Підвіски пікапів та позашляховиків;
9. Підвіски вантажівки.

Підвіска типу McPherson

Даний тип підвіски був розроблений ще в 1960 інженером Ерлом Макферсоном, на честь якого і отримала свою назву. Вона має кілька основних частин:

1. Стабілізатор поперечної стійкості;
2. Важіль;
3. Блок (складається з телескопічного амортизатора та пружинного елемента).

Телескопічний амортизатор називають ще «свічка, що гойдається», тому як до кузова він кріпиться за допомогою шарніра і може гойдатися, коли колесо рухається вниз і вгору. Якщо цікаво, можете прочитати, як перевірити амортизатори.

Даний тип підвіски має свої недоліки (значна зміна кута розвалу коліс), але він надзвичайно популярний завдяки демократичній ціні, невисокій складності та надійності.

Двохважільна підвіска

Це одна з найдосконаліших схем. Вона є підвіскою з двома важелями різної довжини (довгий нижній і короткий верхній), що гарантує автомобілю чудову поперечну стійкість на дорозі і мінімальний знос покришок (поперечні переміщення всього колеса незначні).

Це означає, що кожне окреме колесо сприймає ями та горби незалежно від інших, що дозволяє зберігати максимально вертикальне відношення до дорожнього покриття та оптимальне зчеплення покришки з поверхнею дороги.

Багатоважільна підвіска

Даний тип підвіски трохи схожий на двоважільний схему, але він набагато складніше і досконаліше. Не дивно, що до неї перекочували і всі переваги попереднього вигляду. Це набір із важелів, сайлент-блоків та шарнірів, які кріпляться на спеціальний підрамник. Велика кількість кульових опор та «сайлентів» забезпечують не тільки завидну плавність ходу, але й чудово гасять удари у разі різкого наїзду на будь-яку перешкоду, а ще вони зменшують рівень шуму в салоні від коліс.

За такої схеми досягається найкраще зчеплення покришки з дорогою (будь-який тип покриття), відточена керованість і плавність ходу.

Переваги «багатоважелі»:

• малі безпружинні маси;
• оптимальна обертальність коліс;
• незалежність кожного окремого колеса від інших;
• окремі поперечні та поздовжні регулювання;
• Хороший потенціал за умови повного приводу.

Однак багатоважільна підвіска має один істотний недолік - висока вартість. Хоча в Останнім часомнамітився перелом: якщо раніше цей тип підвіски застосовували тільки на представницьких авто, то зараз нею оснащують навіть машини гольф-класу.

Адаптивна підвіска

Така підвіска докорінно відрізняється від інших типів. Строго кажучи, створення адаптивної схеми не було справжньою революцією, оскільки за основу було прийнято гідропневматичну підвіску, реалізовану на автомобілях Citroen і Mercedes-Benz. Але в ті часи вона була досить примітивна, важка і займала занадто багато місця. На сьогоднішній день всіх цих недоліків конструктори змогли позбутися. Єдиний мінус такого підходу полягає у його складності.

Щодо переваг, то їх маса:

• адаптація під конкретного водія;
• мінімальні крени кузова і хвильове розгойдування на високих швидкостях;
• висока безпека;
• відмінна стійкість на прямий;
• примусове демпфування, що змінюється;
• адаптація під будь-яке дорожнє покриття в автоматичному режимі

Різні концерни використовують свої схеми такої підвіски, але загальні риси вони однакові. Це тому, що будь-яка адаптивна конструкція має у своєму складі такі компоненти:

1. 1.Стабілізатори поперечної стійкості з можливістю регулювання;
2. 2.Активні стійки амортизаторів;
3. 3.Блок управління ходовою частиною;
4. 4. Електронні датчики (нерівної дороги, кліренсу та інших параметрів).

Блок управління аналізує ситуацію на основі даних, отриманих від датчиків, та посилає команди на стабілізатор та амортизатори (залежить від дорожніх умов). Усе це відбувається майже миттєво. Крім того, варіанти роботи підвіски можна налаштовувати і самому.

Підвіска типу «Де Діон»

Цей тип, як і підвіска McPherson, був названий на честь винахідника. Ним став француз Альберт Де Діон. Ціль цього типу підвіски – максимально знизити навантаження на задній міставтомобіля, шляхом відділення картера головної передачі. Якщо раніше він кріпився до балки мосту, то в даному випадку картер тримається безпосередньо на кузові.

Це дозволяє передавати момент, що крутить, за допомогою півосей, закріплених на ШРУСах, і зробити підвіску як незалежною, так і залежною.

Але головних недоліків всіх залежних варіантів підвіски, типу «Де Діон» позбутися не вдалося. Наприклад, загальмувати без "клювань" практично неможливо, а при різкому старті машина просто "присідає" на задні колеса. Незважаючи на спроби ліквідації цих недоліків шляхом встановлення додаткових елементів (напрямних), незбалансована поведінка авто залишається головною проблемою.

Задня залежна підвіска

Цей тип - характерна риса «класики» Жигулів. Особливістю цієї конструкції є гвинтові циліндричні пружини, що грають роль пружних елементів. По суті, балка заднього моста не тільки «висить» на цих 2-х пружинах, а й фіксується до кузова за допомогою 4-х поздовжніх важелів. Доповнює цей набір реактивна поперечна штанга, яка повинна гасити крени кузова та покращувати показники керованості.

Комфорт і плавність ходу залишають бажати кращого, внаслідок великої ваги заднього мосту і безпружинних мас. Це особливо актуально в тих випадках, коли задній міст виявляється провідним, тому що до балки кріплять редуктор, головний картер передачі і інші компоненти.

Напівзалежна задня підвіска

Дана схема набула широкого поширення та використовується в конструкції більшості сучасних повнопривідних машин. Вона являє собою два поздовжні важелі, які в центрі кріпляться до поперечки. У такого типу підвіски багато переваг:

• Невеликі розміри;
• Мала вага;
• Простота в обслуговуванні та ремонті;
• Найкраща кінематика коліс;
• Значне зменшення безпружинних мас.

Мінус цієї конструкції лише один – неможливість застосування на задньопривідних автомобілях.

Підвіски пікапів та позашляховиків

У різних моделях позашляховиків конструктори йдуть різними шляхами. Це залежить від ваги та призначення позашляховика. Можливі три варіанти підвісок, що використовуються:

1. Залежна задня та незалежна передня схеми;
2. Повністю залежна підвіска;
3. Повністю незалежна підвіска.

Як правило, задня вісь оснащується або ресорною або пружинною підвіскою, які поєднуються з жорсткими нерозрізними мостами. Ресори йдуть у хід при створенні пікапів або важких джипів, тому що вони надійні, невибагливі і можуть витримати неабияке навантаження. Крім того, така схема досить дешева, що стало причиною оснащення ресорами деяких бюджетних авто. Детальна інформація про переваги та недоліки ресорної підвіски.

Пружинна схема відрізняється м'якістю та довгохідністю. Вона орієнтована на комфорт і ставиться на легкі джипи. Щодо складності конструкції – вона лише трохи складніша за ресорну.

Що стосується передньої осі, то тут, як правило, використовуються торсіонні або залежні пружинні схеми. Зустрічається, звісно, ​​і оснащення позашляховиків жорсткими нерозрізними мостами, але таке рішення в наші дні спостерігається досить рідко.

У світі автомобілів вже давно сформувалися деякі уявлення щодо галузі застосування того чи іншого типу підвіски: двоважільна – для спортивних моделей, залежна – для позашляховиків, напівзалежна – для компактних авто тощо. Але чим зумовлені ці уявлення, та й чи вірні вони взагалі? Спробуємо розібратися.

Текст: Олег Карелов.

У підвісці автомобіля можна виділити три групи елементів: напрямні - важелі, пружні - пружини та стабілізатори, і демпфуючі - амортизатори.

Дві останні, тобто стабілізатори, пружини та амортизатори, є наріжним каменем у більшості суперечок про ходові якості автомобілів. І це багато в чому справедливо, адже перелічені деталі визначають такі відчутні та важливі параметрияк плавність ходу, хист і характер керованості. Конструкція ж підвіски - геометрія важелів - найчастіше залишається в тіні, хоча за своєю значущістю та впливом на поведінку автомобіля анітрохи не поступається іншим факторам.

Отже, що визначає конструкція підвіски? Насамперед, вона задає траєкторію руху колеса під час стиснення та відбою. В ідеальному випадку ця траєкторія має бути такою, щоб колесо завжди залишалося перпендикулярним дорозі, щоб площа контакту шини з покриттям була максимальною. Однак, як ми побачимо далі, домогтися цього вдається рідко - як правило, в процесі стиснення підвіски у коліс змінюється розвал, а в повороті вони нахиляються в бік разом з кузовом, що крениться. І чим значніше їх відхилення від вертикалі, тим менша пляма контакту шин. Таким чином, стійкість автомобіля, рівень його зчеплення з дорогою - параметри, що цілком визначаються конструкцією підвіски.

Подібним чином геометрія важелів впливає і на керованість, тільки тут позначається нестабільність сходження коліс. Наслідки уявити неважко - на нерівностях автомобіль починає нишпорити, а в повороті проявляється схильність до надмірної або недостатньої повертаності. Втім, це явище можна використовувати і на благо, компенсуючи, наприклад, схильність до знесення у передньопривідних моделей.

Непостійною, як правило, виявляється і колія автомобіля навіть невеликий хід підвіски може призводити до її зміни на пару сантиметрів. Все це, зрозуміло, веде до збільшення опору руху, а, зрештою, і до зростання витрати палива та прискореного зносу шин. Але куди небезпечніший той факт, що при цьому знижується стійкість прямолінійного руху, адже зчіпні властивості шин «витрачаються» не на утримання автомобіля, а на опір колесам, що розходяться в сторони.

Дається взнаки конструкція підвіски і на плавності ходу. По-перше, величиною безпружинних мас, куди входить і маса всіх важелів (хоча і не повністю, тому що вони одним кінцем кріпляться до кузова), а, по-друге, своїм внутрішнім тертям. Справа в тому, що багато сучасних підвісок, особливо багатоважільні, мають здатність рухатися тільки за рахунок деформації гумометалевих шарнірів, сайлент-блоків, що використовуються для кріплення важелів. Заміни їх на жорсткі підшипники – і підвіска закам'яніє, втратить здатність рухатися, адже кожен із важелів навколо своєї точки кріплення описує коло, а ці кола перетинаються максимум у двох точках. Застосовуючи ж гумометалеві шарніри (причому з жорсткістю, що варіюється, по різних напрямках), вдається досягти більш складної кінематики важелів і забезпечити-таки хід підвіски, правда, одночасно збільшивши і тертя. А чим воно вище, тим гірша фільтрація нерівностей.

Але куди дивовижніше вплив підвіски на рівень кренів автомобіля. Зауважте, йдеться не про пружини та амортизатори, а саме про схему розташування важелів! Виявляється, їхня конструкція задає центр поперечного крену - спрощено кажучи, точку, навколо якої крениться кузов. Зазвичай вона знаходиться нижче центру тяжіння – точки докладання сили інерції, а тому в повороті автомобіль нахиляється назовні. Однак, змінюючи розташування та нахил важелів, центр крену можна підвищити, зменшивши або навіть повністю усунувши нахил кузова. Якщо ж ця точка виявиться вищою від центру тяжіння, то крен знову з'явиться, але вже в зворотний бік- Всередину повороту, як у мотоцикла! Але це в теорії, а на практиці спроби підвищити центр крену супроводжуються низкою проблем на кшталт занадто сильної зміни колії, а тому йдеться лише про деяке зменшення кренів, але й воно, безумовно, стоїть.

Таким чином, проектування підвіски – завдання дуже відповідальне та важке, а її рішення – це завжди пошук компромісу. А до яких рішень наводить цей пошук, ми зараз і побачимо. Нижче наведені описи найпоширеніших сучасних підвісок.

Залежна підвіска

Найдавніша, залежна підвіска використовується і досі, а її відмінною рисою незмінно залишається жорсткий зв'язок осей коліс за допомогою картера моста або простої балки. Спочатку як пружні і напрямні елементи використовувалися ресори, але в сучасному виконанні сполучна колеса поперечка утримується двома поздовжніми важелями (по одному з кожного боку кузова) і поперечною тягою Панара, що сприймає бічні сили. Застосовується на задній осі багатьох позашляховиків та недорогих передньопривідних автомобілів.

Прийнято вважати, що крім простоти та низької вартості переваг у залежній підвіски немає, проте це далеко не так. До її плюсів можна віднести невелику вагу, якщо йдеться про ведену осі, високий центр поперечного крену і головне - сталість колії та розвалу. На рівній дорозі, незалежно від розгойдування та крену, кут нахилу коліс до поверхні не змінюється, а значить, у будь-яких режимах автомобіль має найкраще зчеплення з дорогою. Більше жодна підвіска не має такої властивості!

На жаль, ситуація різко псується на поганому покритті - попадання одного колеса в яму веде до зміни розвалу іншого, що ще більше знижує зчіпні властивості. На прямій це не так небезпечно, але в повороті загрожує несподіваним заметом.

Крім того, є великі проблеми з керованістю. Різноспрямований хід коліс супроводжується поворотом балки моста (внаслідок схрещування поздовжніх важелів), що провокує недостатню повертаність та нестабільність на прямій. А тут ще й потяг Панара трохи смикає вісь вправо-вліво, додатково погіршуючи ситуацію.

В принципі, це можна виправити. Щоб поперечка не розгорталася, замість одного поздовжнього важеля з кожного боку можна використовувати два, розташовані за схемою механізму Уатта. А позбавитися осьових зсувів допоможе, наприклад, заміна тяги Панара на поздовжній важіль, що утримує балку по центру. Але чи є у цьому сенс? Практика показує, що ні – конструкція ускладнюється, їй потрібно більше місця за висотою. Адже основна сфера застосування залежної підвіски – недорогі автомобілі.

На поздовжніх важелях

Серед незалежних підвісок – тобто тих, у яких колеса не мають жорсткого зв'язку один з одним – підвіска цього найпростіша. Кожне колесо тут утримується одним поздовжнім важелем, що сприймає, відповідно, поздовжні та бічні зусилля. Важель при цьому повинен мати велику міцність і мати широку опорну базу - зазвичай він кріпиться до кузова на двох шарнірах.

У процесі роботи такої підвіски колеса переміщуються в поздовжній площині автомобіля, а їх сходження і колія залишаються незмінними. З одного боку, це плюс – на прямий автомобіль стабільний та економічний, але з іншого – у повороті колеса чітко нахиляються разом кузовом, суттєво зменшуючи можливості шин у передачі бічних сил. І крени виходять чималі - центр поперечного крену знаходиться дуже низько, на рівні дороги. Звичайно, ситуацію можна поправити, встановивши потужний стабілізатор, але на розбитому покритті це може призвести до різкої втрати стійкості.

Здавалося б, цього достатньо, щоб назавжди поставити хрест на такій конструкції, але при цьому вона дуже проста і компактна - саме для комерційних вантажопасажирських моделей типу Volkswagen Multivan. І нічого, що перед поворотом потрібно скидати швидкість, зате автомобіль стабільний на прямий, адекватно керується і економічний.

Торсіонно-важільна (напівзалежна)

Даний тип підвіски є чимось середнім між двома попередніми варіантами - підвіскою на поздовжніх важелях і залежною. У ній так само є поздовжні важелі та поперечка між ними, але розташована вона не на осі коліс, як у залежній підвісці, а зміщена вперед, ближче до опор важелів. При цьому сама поперечка, окрім сприйняття бічних сил, виконує ще й функції стабілізатора, скручуючись при різноспрямованому ході коліс. Для цього вона має спеціальний переріз (зазвичай U-подібний), що робить її жорсткою на вигин і податливою на кручення.

З погляду кінематики напівзалежна підвіска взяла найкраще від своїх прабатьків. На прямий, у разі рівностороннього ходу, колеса не отримують зміни розвалу, рухаючись чітко в площині кузова, а в повороті, при різноїменному ході, їх розвал змінюється як щодо дороги, так і кузова - поперечина скручує поздовжні важелі, частково перешкоджаючи нахилу коліс разом з кузовом. Ступінь цієї «перешкоди» визначається положенням поперечки – чим сильніше вона зміщена назад, тим менше колеса відхиляються від вертикалі. Але переборщувати не варто - адже в граничному випадку це вийде вже залежна підвіска з її проблемами керованості та стійкості на поганій дорозі. Крім того, зростає навантаження на поздовжні важелі, які за величезної жорсткості на вигин повинні допускати ще й значне скручування.

Таким чином, з напівзалежною підвіскою зовнішнє до повороту колесо нахиляється сильніше, ніж хотілося б – наступні типи підвісок здатні утримувати колесо ближче до вертикалі, забезпечуючи краще зчеплення з дорогою. Однак вони й складніші. А простота напівзалежної підвіски разом із відмінною стабільністю на прямій і непоганій стійкістю в поворотах забезпечили їй величезну популярність – більшість невеликих автомобілів оснащуються саме такою задньою підвіскою.

До мінусів можна віднести лише підвищені вимоги до місця під днищем і недостатнє протидія поперечному нахилу кузова – центр крену виявляється нижче, ніж у залежної підвіски, хоча й вище, ніж у схеми з поздовжніми важелями.

На подвійних важелях

З'явившись у тридцятих роках, підвіска на подвійних важелях досі залишається незмінним компонентом спортивних автомобілів. Як випливає з назви, колесо в ній утримується на двох поперечних важелях, що кріпляться до підрамника або безпосередньо до кузова. Переваги такої конструкції – дуже широкі можливості налаштування. Наприклад, варіюючи кут нахилу важелів, можна задавати висоту поперечного крену, а, вибираючи їх довжину - керувати зміною колії та розвалу.

Як правило, верхній важіль роблять коротшим за нижній, що дозволяє при мінімальному розширенні колії надавати колесам негативний розвал в ході стиснення - простіше кажучи, зробити так, щоб, стискаючись, підвіска «завалювала» верх колеса всередину. Тепер у повороті навантажене зовнішнє колесо виявляється набагато ближче до вертикалі, оскільки негативний розвал частково компенсує нахил колеса разом із кузовом. Звичайно, в цьому теж є негативна сторона - розвал, що змінюється, погіршує умови роботи покришок в момент гальмування, коли підвіска так само стискається. А тому конструкторам доводиться поміркувати і над поздовжнім нахилом важелів – при їхньому певному положенні підвіска може активно перешкоджати клювання на гальмуванні.

Великою перевагою підвіски також є можливість отримання високого центру крену. В даному випадку його можна розташувати на будь-якій висоті, але з деякого моменту цей підйом викликає непостійність колії під час стиснення.

Через відносно велику висоту двоважільна підвіска найчастіше застосовується на передній осі. Втім, її можна зробити і компактнішим, але для цього важелі вже потрібно кріпити до підрамника, тому що при їх зближенні зростає зусилля на опори. Тому на задній осі, де небажано забирати місце у багажника, двоважільна підвіска збирається саме на підрамнику.

Макферсон

Без жодного перебільшення можна сказати, що Макферсон - найбільш популярний тип підвіски зараз. Пояснюється це простотою конструкції, легкістю і невеликою шириною, що робить її незамінною за умов тісноти сучасних моторних відсіків. Однак на задній осі, де вимоги до компактності вже не такі актуальні, її зустрінеш нечасто. Чому?

Через проблеми з кінематикою. На відміну від двоважільного схеми в підвісці Макферсон залишився тільки нижній поперечний важіль, а замість верхньої функції напрямного елемента виконує амортизаторна стійка, що упирається в бризковик. Втративши верхнього важеля, підвіска втратила і здатність до зміни розвалу при відносно стабільній колії, а можливості налаштування різко скоротилися. Фактично конструкторам доводиться вибирати: або нахилити важіль назовні і отримати сприятливу зміну розвалу (тобто стійкість у поворотах) ціною непостійності колії, або розташувати його ближче до горизонталі, і, навпаки, стабілізувати колію (тобто покращити стійкість на прямій), знизивши зчеплення поворотах. Як правило, вибирають перший шлях, на який користь говорить і можливість отримання високого центру крену. До речі, його положення визначається тим самим нахилом важеля, а тому тут криється і ще одна неприємність - помітне збільшення кренів у міру завантаження автомобіля, коли підвіска просідає, і важіль змінює нахил. Звичайно, це характерно і для інших типів підвіски, але набагато меншою мірою, а тому на задній осі, яка зазвичай і сприймає додаткову вагу, Макферсон застосовується рідко.

До недоліків можна віднести і підвищене тертя в стійкій амортизаторі, що погіршує фільтрацію нерівностей і дорожніх шумів, а так само збільшує навантаження на бризковик. Саме тому підвіску Макферсон майже не зустрінеш на позашляховиках (виняток Range Rover), хоч вона і забезпечує великий хід колеса.

А ось на деякі спортивні автомобілі ця підвіска встановлюється, зокрема на Porsche 911 та Cayman – жорсткі амортизатори та пружини обмежують перебіг коліс, і недоліки підвіски майже не виявляються.

На косих важелях

Підвіска цього типу зараз стала рідкістю - її витіснила багатоважільна конструкція - проте до середини 90-х років саме вона застосовувалася на задній осі більшості дорогих потужних задньопривідних автомобілів.

На вигляд вона дуже проста: з кожного боку всього по одному косому важелю, вісь обертання якого нахилена як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку. Вибираючи кути цих нахилів, а також довжини важелів, можна набувати різних кінематичних властивостей підвіски – за цю гнучкість налаштувань її і полюбили розробники. До речі, в цьому вона схожа на двоважільний підвіску, хоча можливості останньої все-таки більше. Зокрема, підвіска на косих важелях не забезпечує відносної сталості колії – чим більша зміна розвалу потрібна для проходження поворотів, тим сильніше розширюється колія під час стиснення. Але все ж таки її відхилення виявляється менше, ніж у підвісці Макферсон, а, крім того, крениться автомобіль на косих важелях менше - центр крену можна розташувати високо, а його положення меншою мірою залежить від завантаження машини.

Крім цього підвіска має дуже корисні для задньої осі властивості. По-перше, вона перешкоджає нахилу автомобіля на гальмуванні, притискаючи в цей момент кузов до землі. А, по-друге, за її допомогою можна проводити характер керованості, змінюючи недостатню повертаність на надлишкову і навпаки. Для цього інженери підбирають кут поперечного нахилу важеля, від якого сходження коліс в ході стиснення – позитивне сходження викликає недостатню повертаність, а негативне – надлишкову. Звичайно, це теж паліативне рішення, адже змінне сходження на прямій хвилястій дорозі означає лише нераціональне використання зчіпних властивостей шин. І, тим не менш, у розумних межах цей механізм виправдовує себе найкращим балансом автомобіля в повороті. Радикальний спосіб - кероване електронікою сходження задніх коліс (як у новій «сімці» BMW) - обходиться занадто дорого.

Багатоважільна

На відміну від інших багатоважільна підвіска – поняття досить розпливчасте. Навіть у самій назві «багатоважільна» відсутня будь-яка чітка вказівка ​​на конструкцію. І, тим не менш, ідея тут завжди одна - поєднати переваги двоважільного підвіски з перевагами підвіски на косих важелях, тобто при оптимальній кінематиці домогтися ще й ефекту, що підрулює. Відповідно, багатоважільний підвіску можна представити як двоважільний, в яку додані поздовжні або (рідше) косі важелі, що «стягують» колесо в сторону в ході стиснення для зміни сходження. Щоб усе це правильно рухалося, інженерам важливо розрахувати податливість важелів та жорсткість шарнірів, а для мінімізації розмірів конструкції – змонтувати підвіску на підрамнику.

Застосовується багатоважільна підвіска на задній осі передньо- та задньопривідних автомобілів. При цьому в першому випадку вона налаштовується на нейтралізацію недостатньої повертаності, а в другому – на боротьбу із надмірною.

Чи є у підвіски недоліки? Якщо не говорити про очевидну складність і дорожнечу, то залишається два мінуси: гірша фільтрація нерівностей через внутрішні тертя (про яке йшлося на початку статті) і підвищені безпружинні маси. Втім, з останнім активно борються, застосовуючи легкі сплави та оптимізуючи конструкцію – зазвичай у підвісці є лише один масивний важіль, який сприймає більшість навантажень, а решта лише відіграють роль напрямних, а тому і робляться дуже тонкими та легкими.

Висновок

Як водиться, у висновку прийнято підбивати підсумки та розставляти все по місцях. Але, як ми вже переконалися, у випадку підвіски це не так просто. Всі конструкції мають свої особливості, що визначають їх унікальні плюси та мінуси. А тому можна лише говорити про універсальність, баланс характеристик, і в цьому випадку однозначними лідерами виявляються двоважільні та багатоважільні підвіски. Трохи їм поступаються конструкції на косих важелях і Макферсон – їхня кінематика менш досконала (особливо у Макферсона), але вони прості і невибагливі до місця. Далі можна розмістити напівзалежну підвіску, яка при всій своїй простоті і дешевизні все ж таки забезпечує прийнятну кінематику. Ну, а замикають список підвіски на поздовжніх важелях і залежні - занадто специфічні повинні бути умови, що виправдовують їх застосування.

23.08.2010

Запитання? Коментарі? (19)

У цій статті ми розповімо про різних видахпідвіски застосовуваних на автомобілях, розповімо про їх конструктивні особливості, плюси та мінуси експлуатації в кожному конкретному випадку. Конструювання підвіски полягає у видаленні чотирьох з шести можливих «ступенів свободи» та залишенні двох решти - обертання колеса, для пересування та вертикального його переміщення для нашого комфорту на купині.

Насправді це неможливо, і пов'язано насамперед із відсутністю абсолютно жорстких матеріалів. Дуже важко повністю усунути можливість повороту щодо поперечної та поздовжньої осі. Конструктори незалежних підвісок на практиці зрозуміли, що краще дозволити змінюватися розвалу, але зробити його рівним і спрямованим протилежно крену кузова, оскільки це зберігає вертикальне положення коліс при поворотах. Зі всіх типів підвісок, що використовувалися в 20 столітті в конструкціях автомобілів, зараз завоювали популярність і практичність лише шість основних рішень.
Це багатоважільний, подвійні важелі, MacPherson, поздовжній важіль, поздовжні важелі пов'язані поперечною балкою, торсіонна балка. З цих елементів тільки три останніх (подовжні важелі пов'язані поперечною балкою, поздовжні важелі і торсіонні балки) застосовуються тільки для задніх підвісок передньопривідних автомобілів, а інші можуть використовуватися як попереду так і ззаду, для будь-якого колеса автомобіля.
На відміну від інших "подовжні важелі, пов'язані поперечною балкою" та "торсіонна балка" не зовсім підходить для незалежної підвіски, їх ще називають "напівзалежними" (вертикальне переміщення одного з коліс впливає на переміщення протилежного).
З підвісок, що рідко застосовуються, без сумніву найстарішою є осьова балка, з кожного боку якої встановлено по колесу. Зараз застосовуються як підвіска автомобілів на лонжеронних рамах (інакше кажучи, в каталогах пишуть, що це "жорсткий міст" або "залежна підвіска"). Такі підвіски використовують не для комфорту, а для того щоб вони довго служили при експлуатації автомобіля на пересіченій місцевості (або відвертого бездоріжжя).

Підвіска MacPherson

Більш просторова і структурно ефективна конструкція, ніж підвіска на подвійних поперечних важелях (іншими словами, з'явилася можливість встановлювати поперечні двигуни більшої потужності та нові коробки на автомобілі з невеликими габаритами). Система передає навантаження на каркас кузова через три окремі та зручно розташовані точки (верхню поворотну «турель» самої стійки і дві точки приєднання важелів). Це дає можливість розміщення двигуна без завад верхнім опорам стійок.
Підвіска виходить при з'єднанні нижньої частини амортизаторної телескопічної стійки до поворотного кулака маточини колеса. Нижня частина стійки розташовується поперечно виступає частини нижнього важеля або парі окремих важелів.
Стійка МакФерсон забезпечує високе розташування центру крену - зазвичай бажане - і оскільки стійка має велику довжину, зміна розвалу колеса під час вертикального переміщення або крену кузова незначно.

MacPeherson має дві недоліки.
1. центр крену може переміщатися на велику відстань від статичного стану під час повороту, що може призвести до проблем з керованістю.
2. керування приєднаними до стійк колесами викликає поворот стійок, а це збільшує зусилля, що прикладається до кермового керування, і вимагає використання верхнього поворотного пристрою з низьким тертям. Підвіска типу MacPeherson використовується на автомобілях ВАЗ з переднім приводом, починаючи з вісімок і до теперішнього часу.
Позаду цю систему використовують рідко, спереду її використовують у переважній більшості, на неї перейшли навіть такі бренди, як Jaguar.

Задня підвіска - стійка MacPherson з механізмом багатоважеля. Стійка утримує колесо вертикально, великий поздовжній важіль забезпечує поздовжню фіксацію, а два поперечні важелі фіксують поперечні переміщення колеса і забезпечують сходження коліс.

Зазвичай у підвісці Макферсон використовуються гвинтові пружини, встановлені навколо стійки амортизатора, але це не єдиний спосіб. У минулому, наприклад, Fiat використовував стійки MacPherson для задньої підвіски, в якій як пружний елемент використовувалася встановлена ​​знизу одна широка листова ресора.
Було з'ясовано, що встановлення пружин з невеликим зміщенням щодо амортизатора зменшує проблему жорсткості, коли вертикальні сили, що діють на колесо, невеликі. "Жорсткість" - тенденція стійки не рухатися, поки не буде перевищена порогова сила, а потім починати рухатися несподівано - може призводити до неприємного почуття жорсткості підвіски на рівних дорогах.

Передня підвіска. з широко розставленими нижніми важелями і рульове керування у звичайному положенні, добре захованому з метою безпеки за поперечно розташованим двигуном.

Передня підвіска з широко розставленими подвійними важелями з витягнутим догори важелем поворотного кулака. Гвинтова пружина та телескопічний амортизатор встановлені окремо (дає додаткові можливостіу налаштуванні).

Підвіска складається з двох роздвоєних важелів, розташованих один над одним, роздвоєні сторони яких кріпляться до кузова, а протилежні кінці за допомогою шарнірів до верхньої та нижньої частин поворотної цапфи. Ступиця переднього колеса може повертатись навколо двох шарнірів при повороті.

Зазвичай лише один із важелів може мати роздвоєну форму, інший може бути простим важелем. Якщо важелі однакової довжини, то коли кузов крениться на повороті, кут розвалу такий самий, як кут крену та стійкість може сильно постраждати. Тому важелі, як правило, роблять різної довжини, верхній важіль коротший. Це викликає невелику зміну розвалу при вертикальному переміщення колеса, але при крен кузова на поворотах зміну розвалу фактично можна ліквідувати, принаймні, у сильно навантаженого зовнішнього колеса щодо центру повороту.

Геометрія підвіски на подвійних важелях може бути змінена не тільки зміною довжини важелів, а й кутом нахилу важелів щодо горизонтальної площини, якщо дивитися спереду на нерухомий автомобіль. Осі, щодо яких обертаються важелі і які проходять через кріплення важелів до кузова, можуть бути злегка нахилені щодо горизонтальної площини, а іноді також можуть бути зміщені кріплення важелів вперед або назад для того, щоб створити вертикальні сили (проти кивків і нишпорення), що діють на кузов при гальмуванні та прискоренні, або підправляють геометрію для отримання кращої зміни розвалу при критичному маневрі.

Для точного розуміння, як поводитиметься підвіска в тих чи інших ситуаціях і яка потрібна довжина важелів, допомагають комп'ютери та програми автоматизованого проектування. Одна з переваг даної підвіски більш висока стійкість і керованість на поворотах (ми говоримо про передню підвіску), ніж у підвіски МакФерсон, але вимагає більшої кількості "людини" і витрат на розробку та випробування, що подорожчає автомобіль. Тому даний вид підвіски використовують на автомобілях Д-класу і вище та дорогих "іміджевих" автомобілях.

Позаду таку підвіску зараз застосовують рідко: або амортизатор і пружина йдуть в одному комплекті (МакФерсон), або використовують додаткові важелі (багатоважільна система).

Низький важіль з широко розставленими точками кріплення, набагато менший верхній важіль, вісь якого становить великий кут з поздовжньою віссю автомобіля, «лебедина шия» важеля поворотної цапфи, для більш високого розміщення верхнього важеля, компактна пружина навколо верхньої секції амортизатора, з нижньою частиною амортизатора, шарнірними ланками, і вентильований дисковий гальмо з приєднаними до його кінців шарнірними ланками. Така конструкція залишає простір для приводу до передніх колес та є найбільш типовою підвіскою на подвійних важелях.

Багатоланкова підвіска

схоже на незалежну підвіску на подвійних поперечних важелях, у якій кожен важіль розрізаний на дві окремі ланки, іноді з додаванням п'ятої ланки. Зараз застосовується для задніх підвісок автомобілів "представницького" класу та деяких автомобілів "С" класу.

Кожен важіль і ланка контролює конкретний аспект поведінки колеса, наприклад, зміна його розвалу або поперечного переміщення. Ланки можуть бути сконструйовані так, щоб вони могли працювати спільно і все ж таки не впливаючи один на одного, а також їм може бути надана певна форма, щоб звільнити простір, необхідний конструктору для інтер'єру кузова або інших особливостей конструкції.

Процес проектування дуже складний, може здійснюватися лише з допомогою комп'ютера. Багатоважільна підвіска дуже дорога у виробництві та обслуговуванні, але вона "найкомфортніша" для всіх пасажирів. Велика кількість ланок, сайлент-блоків та шарнірів чудово гасять удари при різкому наїзді на перешкоди. Всі елементи кріпляться на підрамник через потужні сайлент-блоки, що сильно збільшує шумоізоляцію автомобіля від коліс. Проте їзда по пересіченій місцевості (по нерівностям і ковдоби) цієї підвіски небажані, т.к. легко можуть вивести її з ладу, а обслуговування цього виду підвісок відносно дороге.

Задня незалежна багатоважільна підвіска Jaguar Х-Type

Поздовжні важелі

Найпростіший спосіб створення незалежної підвіски - приєднання колеса до кінця поздовжнього важеля, що шарнірно прикріплюється до балки, прикріпленої впоперек кузова автомобіля, фактично це конструкція підвіски поздовжніх важелів.
Ця балка часто набуває форми поперечної труби, яка діє як підрамник і сприймає всі бічні сили. Конструкція на поздовжніх важелях забезпечує паралельність коліс поздовжньої лінії автомобіля весь час, крім деякого вигину важелів та деформації приєднувальних втулок. Колеса нахиляються з кутом розвалу, ідентичним крену кузова на поворотах.

Деякі конструктори шасі вітають деяке зменшення сили зчеплення задніх шин, що з'являється при цьому, тому що з'являється можливість зменшення надмірної недостатньої повертаності, хоча це і призводить до зменшення загальної сили зчеплення на поворотах.

Втулки, якими важелі кріпляться до балки, згладжують удари та вібрацію, що передається від колеса на кузов, раніше даний вид підвіски використовувався на автомобілях B-класу, що давало додатковий об'єм під багажник та місця пасажирів. Зараз ця підвіска використовується рідко, замість неї використовують торсіонну балку.

Задня підвіска з поздовжніми важелями, вертикальними пружинними амортизаторними стійками.

Одна з найбільш поширених як задня підвіска маленьких і середньорозмірних передньопривідних автомобілів, вперше з'явилася в середині 70-х.
Вона складається з двох поздовжніх важелів, з'єднаних із поперечною балкою, частина довжини якої виконана у вигляді невеликої літери Н, яка зверху шарнірно прикріплюється до кузова, а колеса прикріплюються знизу. Сама поперечна балка порожниста всередині і може легко скручуватися, дозволяючи важелям рухатися вгору і вниз незалежно, в той час як жорсткість, що залишається, достатня, щоб утримувати важелі на постійній відстані.

Торсійна балка гарна з погляду просторової ефективності, навіть на невеликих автомобілях можна сконструювати великий багажник та кузов для зручності задніх сидінь пасажирів. Вона також дешева у виробництві та обслуговуванні, легко встановлюється на автомобіль на складальних лініях.
Один з найбільших недоліків: низький комфорт пасажирів задніх сидінь через додаткові вібрації, що передаються на кузов від колеса і неможливість зробити "пристойну" шумоізоляцію, що негативно позначається на комфорт при їзді на далекі відстані.
Підвіска застосовується на передньопривідних автомобілях ВАЗ починаючи з 2108 року і закінчуючи Пріорами.

Поздовжні важелі, пов'язані поперечною балкою - один з еволюційних напрямів конструкторів, спрямований на здешевлення виробництва автомобілів (так само, як і торсійна балка).
Як і з торсіонною балкою, ця підвіска дозволяє зробити великий кузов для пасажирів і багажник, вона недорога у виробництві та обслуговуванні, легко встановлюється на автомобіль.

Недоліки також: важко зробити комфортною їзду для пасажирів задніх сидінь на нерівних дорогах. І вібрація, що передається від колеса через цю підвіску на кузов, що негативно позначається на шумоізоляції.

Задня підвіска Ford Fiesta

З підвісок, що рідко застосовуються, без сумніву найстарішою є осьова балка, з кожного боку якої встановлено по колесу. (Жорсткий міст або залежна підвіска)

Для покращення керованості, зменшення крену кузова в поворотах та покращення плавності ходу часто разом з осьовою балкою встановлюється поперечна реактивна штанга (тяга Панара).

Основне завдання даної підвіски витримати важке бездоріжжя і великі навантаження, також її застосовують для перевезення вантажів і монтують вже разом з листовими ресорами. Автомобілі, на які встановлюють цю підвіску, як правило не мають швидкісних якостей і комфорту, але мають підвищену прохідність.
Часто можна зустріти на автомобілях з лонжеронною рамою, як задня підвіска, застосовується на автомобілях ВАЗ 2101 2102 2103 2104 2105 2106 2107.
На всюдиходах, як правило, встановлюється спереду і ззаду.