Виды подвесок автомобилей.
Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.
Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.
Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.
Многорычажная
Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.
Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.
Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.
Главные преимущества многорычажной подвески:
-Независимость колес друг от друга,
-Низкая неподрессоренная масса,
-Независимая продольная и поперечная регулировки,
-Хорошая недостаточная поворачиваемость,
-Хороший вариант для использования в схеме 4×4.
Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.
Установка пневмоэлементов
На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.
Задняя зависимая подвеска
Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических "Жигулей". В этом случае балка заднего моста "подвешивается" на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.
Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится "нагружать" балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.
Подвеска типа "Де Дион"
Стремясь как можно больше "облегчить" задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа "Де Дион", названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа.
Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает "приседать" при интенсивном разгоне и "клевать носом" во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.
Полунезависимая задняя подвеска
Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение "неподрессоренных масс", и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту.
Установка пневмоэлементов
В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля.
Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора.
Подвески грузовых автомобилей
Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост "подвешивается" на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику.
Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно "мягкие" рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.
Подвески внедорожников и пикапов
Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок:
-автомобили с зависимой передней и задней подвесками,
-автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской,
-автомобили с полностью независимой подвеской.
Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом.
Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок.
Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески.
В зависимости от конструкции подвески возможны следующие варианты установки пневмобаллонов:
1. Установка вспомогательных подушек на рессоры
В этом случае в штатных рессорах уменьшается количество листов, что компенсируется установкой небольшой пневмоподушки. Уменьшение количества листов снижает жесткость рессоры, что позволяет сделать подвеску более комфортной при ежедневном передвижении на незагруженном автомобиле и в то же время давлением в подушке можно в широких пределах изменять дорожный просвет и компенсировать отсутствующие листы при полной загрузке автомобиля. В итоге такая установка позволяет расширить возможности автомобиля, улучшить управляемость и плавность хода, поднять грузоподъемность и проходимость, облегчить буксировку тяжелого прицепа.
2. Замена пружин на пневмобаллоны
На автомобилях с пружинной (как зависимой так и независимой) передней и задней подвеской пружина полностью заменяется пневмобаллоном. Улучшение характеристик подвески этом случае такое же как и на рессорной подвеске, но преимущества пневмоподвески проявляются более полно, чем при установке вспомогательной подушки.
Подвеска полузависимая или полунезависимая? А мост какой. — теперь не перепутаем!
Разъемный — это когда балка заднего моста состоит из двух частей, собираемых на резьбовом крепеже. При сборке внутрь вкладываются главная передача и дифференциал.
Конструкция довольно древняя — сейчас автопроизводители предпочитают мосты типа банджо. Это цельная балка, в отверстие которой вставляется полностью собранный и отрегулированный редуктор (как на фото). Разъемный или неразъемный — это различные типы конструкции мостов: грубо говоря, на одном и том же автомобиле можно использовать и то, и другое.
А разрезной мост представляет собой шарнирную конструкцию, позволяющую правому и левому колесам перемещаться независимо друг от друга. Неразрезной ведущий мост имеет жесткую (цельную) конструкцию, в которой перемещения колес зависимы друг от друга.
Понятия «разрезной» и «неразрезной» относятся к типу подвески машины. Неразрезной — это, грубо говоря, балка, которая жестко связывает правое и левое колеса в машинах с зависимой подвеской. А вот если подвеска независимая, то балка не годится: мост как бы разделяется на две самостоятельные половинки, живущие своей жизнью.
Пример автомобиля с разрезными мостами — грузовик Tatra 815.
Шрусы и привод
Расшифровка аббревиатуры ШРУС известна: это шарнир равных угловых скоростей. Через них крутящий момент от главной передачи поступает на ведущие колеса переднеприводных автомобилей и заднеприводных с независимой подвеской.
Но зачастую «шрусами» называют узел, правильное название которого — привод колеса. Каждый такой привод содержит помимо прочих элементов два ШРУСа, о которых в документации пишут: шарнир наружный и шарнир внутренний.
Момент от трансмиссии, таким образом, передается внутреннему шарниру, который через вал и наружный шарнир приходит на ступицу с ведущим колесом.
Автоматы и трансмиссии
Автомобиль, оснащенный автоматической коробкой передач, с некоторых пор породил непонятный термин: автоматическая трансмиссия! Но это — чепуха. Трансмиссия — это совокупность деталей и узлов, соединяющих двигатель с ведущими колесами автомобиля. В нее могут входить карданный вал, коробка передач, дифференциал, приводы колес со ШРУСами и все подобное. Но автоматических карданов, равно как и автоматических ШРУСов, не существует. С таким же успехом можно назвать автоматическим кузов автомобиля с АКП.
Полузависимая и полунезависимая
В нашей стране споры по этому термину начались с появлением переднеприводных автомобилей ВАЗ‑2108. До этого все было просто. Запорожец имел независимую подвеску по кругу, а Волги, Жигули и Москвичи — независимую спереди и зависимую сзади.
Независимая подвеска — это когда ход одного колеса оси не влияет на другое, а зависимая — когда влияет.
Но вспомним, что практически у всех современных автомобилей используется стабилизатор поперечной устойчивости. Эта деталь как раз уменьшает степень независимости колес. Поэтому самое правильное определение задней подвески ВАЗ‑2108 — это подвеска со скручивающейся балкой. Фактически сама балка стала мощным стабилизатором поперечной устойчивости.
Мало того, у многих автомобилей в балку интегрирован трубчатый стабилизатор поперечной устойчивости, причем в разных модификациях автомобиля он может иметь разный диаметр и, соответственно, жесткость. В такой схеме ход одного из колес немного влияет на угол наклона плоскости колеса к дороге (развал). Ну а полузависимая она или полунезависимая — это лишь игра слов.
Что значит полунезависимая подвеска?
В современном транспортном средстве насчитывается множество узлов и механизмов, от исправности которых, напрямую зависит функциональное состояние и рабочие возможности любого автомобиля. Одним из важнейших из них является подвеска, выполняющая много различных функций. Так, именно этот элемент влияет на плавность хода машины, ее устойчивость и управляемость.
Кроме того, благодаря подвеске, кузов и колеса транспортного средства связываются воедино. Конструкция данного узла, предусматривает наличие трех основных составляющих: гасящего, упругого и направляющего элементов. Как правило, роль первого выполняют амортизаторы упругие детали, представленные в виде рессор, пружин, резины, торсиона и пневматика. Они играют роль буфера между кузовом и подвеской, сглаживая все неровности и толчки, встречающиеся при передвижении автомобиля по ухабам. Направляющее устройство – это, зачастую, рычаги подвески, которые не только соединяют кузов автомобиля с колесами, но и определяют кинематику, то есть траекторию перемещения колеса, а значит и управляемость машины на дороге. Принимая во внимание вид направляющего элемента, специалисты выделяют два основных типа подвесок – зависимые и независимые конструкции. В первом варианте колеса, расположенные на одной оси, и жестко соединены между собой посредством балки или моста, а во втором – способны двигаться отдельно друг от друга. Однако, названные виды, не единственные возможные конструкции описанного узла. С развитием технологий, широкое распространение получили промежуточные их варианты, такие как, например, полузависимая и полунезависимая подвески.
Последняя, представлена в виде продольных рычагов, соединенных между собой поперечной, упругой балкой. Такая схема отличается простотой и надежностью, обеспечивая хорошую управляемость и плавность хода. В данной статье, мы бы хотели уделить внимание рабочим принципам полунезависимой подвески и ее преимуществам, по сравнению с использованием других похожих конструкций, а поскольку, в нашем мире нет ничего совершенного, то нельзя не упомянуть и о существующих недостатках.
1. Принцип работы полунезависимой подвески
Как мы только что заметили, полунезависимая подвеска состоит из двух продольных рычагов, которые соединяются между собой с помощью поперечной балки, то есть вся конструкция имеет вид буквы «П». Продольные рычаги располагаются с обеих сторон автомобиля (по одному с каждой) и одним концом крепятся к кузову (или раме транспортного средства), а вторым к ступице колеса. Поскольку балка способна хорошо сопротивляться изгибу и легко скручиваться, то и принцип работы всей конструкции, основывается на форме упругого элемента. Благодаря этому, колеса получили возможность движения в вертикальной плоскости, вне зависимости друг от друга. Когда автомобиль находиться в движении, на конструкцию подвески действуют силы скручивания, возникающие при разгоне или торможении, а поперечина (балка) стремиться вернуть колеса на место. Иногда, на вал (балку) устанавливается дополнительный электромотор и у водителя появляется возможность изменения жесткости подвески в ручном режиме.
Сила скручивания появляется на оси и уже оттуда передается на подвеску. Данное явление компенсируется посредством усиления задней части подвески и ее упругих элементов. Такой рабочий принцип можно назвать аналогичным принципу работы подрессоренной и пружинной подвески. Полунезависимая подвеска – это промежуточное звено между зависимыми и независимыми подвесками, из-за чего она и получила такое название. Свое применение, конструкция такого рода, нашла на многих автомобилях, начиная от «А» класса и заканчивая транспортными средствами, принадлежащими к «С» классу. Среди отечественных автомобилей, описанный вид подвески устанавливается на машинах марки ВАЗ от 2108 до 2115, а среди иномарок яркими представителями является Renault, некоторые модели HОNDA и многие другие. Особенностью полунезависимой подвески есть то, что она может использоваться только на заднем, не ведущем мосту переднее приводных автомобилей, однако, устанавливается практически на всех таких транспортных средствах.
2. Плюсы и минусы полунезависимой подвески
Особенности конструкции, которые и определяют тип задней подвески, предусматривают наличие не только преимуществ ее использования, но и некоторых недостатков. Понятное дело, что как и в любого другого автомобильного узла, в полунезависимой подвески есть свои характерные плюсы и минусы. Среди основных положительных моментов применения конструкции такого рода, стоит отметить сравнительную легкость монтажа, высокий уровень жесткости в поперечном направлении, возможность изменения характеристик подвески при помощи геометрии поперечного сечения «П»-образной баки, компактные размеры и небольшой вес, что способствует уменьшению «неподрессоренных масс», но самым важным и существенным достоинством полунезависимой подвески, есть оптимальная кинематика колес.
Кроме того, положительным моментом, но на этот раз уже для разработчиков механизма, есть малые затраты на изготовление полунезависимой подвески и упрощение процесса сборки автомобиля на заводе-производителе: вся конструкция такого вида (включая поперечину, рычаги и стойки), обычно, собирается на отдельном конвейере и устанавливается в один прием. Ключевыми недостатками, многие специалисты называют возможность установки только на заднем, не ведущем мосту и наличие отдельных требований к геометрии днища кузова. В общем – это самый простой вариант конструкции подвески, подходящий для обычных автомобилей.