Независимая mcpherson: Подвеска автомобиля: назначение, устройство, виды подвесок

Основные функции подвески

Устройство подвески

Подвеска любого современного автомобиля призвана выполнять несколько основных функций:

1. Соединение мостов и колёс с основной несущей системой – рамой и кузовом.
2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
3. Обеспечение необходимой плавности хода.
4. Сглаживание дорожных неровностей.

Все производители работают над повышением эффективности, надёжности и прочности подвески, внедряя более продвинутые решения.

Типы подвесок

Рассмотрим наиболее распространенные типы подвесок автомобиля.

Подвеска зависимого типа

Самая старый тип подвесок, зависимая подвеска применяется и сегодня, а ее главной отличительной особенностью неизменно остается достаточно жесткая связь колесных осей посредством простой балки или картера моста. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов применялись рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой, которая воспринимает боковые силы. Используется на задней оси переднеприводных бюджетных автомобилей, а также многих внедорожников.

Принято считать, что кроме невысокой стоимости, простоты использования преимуществами зависимая подвеска автомобиля не обладает – это совершенно не так. Ее плюсы – небольшой вес, если разговор идет о ведомой оси, достаточно высокий центр поперечного крена и самое главное – постоянство развала и колеи. Независимо от крена и раскачки на ровной дороге угол наклона колес к дорожной поверхности не изменяется, это значит, что в любых режимах машина имеет наилучшее сцепление с поверхностью. Хотелось бы сказать, что больше ни одна подвеска не может похвастаться подобными свойствами.

К сожалению, ситуация ухудшается на плохом дорожном покрытии – провал колеса в яму способствует изменению развала другого, а это уменьшает сцепные свойства. При движении прямо это не сильно ощутимо, но при повороте может привести к неожиданному заносу.

Также существуют значительные проблемы с управляемостью автомобиля. Разнонаправленный ход колес происходит с поворотом балки моста, что провоцирует плохую поворачиваемость и полное отсутствие стабильности на прямой. Также здесь тяга Панара дергает ось влево-вправо, что ухудшает ситуацию.

К счастью, это поправимо. Для того чтобы поперечина перестала разворачиваться, с каждой стороны вместо одного продольного рычага можно использовать два, расположенных по системе механизма Уатта. Устранить проблему осевых смещений поможет монтаж продольного рычага, удерживающего балку по центру вместо тяги Панара. Но на практике становится ясно, что такое изменение бессмысленно – конструкция заметно усложняется и требует больше места в высоту. А ведь главная область применения подвески зависимого типа – бюджетные автомобили.

Типичным представителем данной конструкции может быть задняя подвеска с винтовыми цилиндрическими пружинами в роли упругих элементов. В качестве примера можно рассмотреть конструкцию задних подвесок классических моделей «Жигули». Здесь с помощью двух винтовых пружин балка заднего моста «подвешивается», а также дополнительно прикрепляется к кузову автомобиля благодаря четырем продольным рычагам. Вдобавок к этому для увеличения плавности хода, повышения управляемости и уменьшения крена кузова при поворотах монтируется реактивная поперечная штанга.

Независимая подвеска

Имеет независимую связь между колёсами и более сложную конструкцию. Примером служит подвеска на продольных рычагах. Колесо присоединяется к рычагу и крепится шарнирами к кузову. При этом довольно прочный продольный рычаг с широкой опорной базой обуславливает чёткую параллельность колёс. Втулки уменьшают удары, наклоны на поворотах происходят одновременно с кузовом, центр крена располагается вровень с дорогой. Автомобиль стабильно управляем на прямой дороге, но при повороте скорость надо занижать.

Торсионно-рычажная

Такая полузависимая подвеска объединяет предыдущие две. Торсион применяется в такой подвеске в качестве элемента упругости. С одной стороны торсион закреплён на раме, с другой — на движущем элементе. Торсионная балка работает под давлением от скручивания. Сечение торсиона может быть квадратным или круглым. Такая подвеска привлекает компактностью и удачно используется в небольших автомобилях, хотя в этом случае центр крена находится ниже, чем при использовании зависимой подвески. При такой подвеске колесо более наклоняется к внешнему повороту.

Макферсон

Распространенный тип ходовой. Другие названия — «подвеска Чемпена» и «качающаяся свеча». Так как моторные отсеки относительно небольшие, небольшие размеры дают макферсону преимущество. Макферсон применяется и на передних, и на задних колёсах. Изготовление его дешево, он компактен, обладает большим расстоянием между опорными узлами (это снижает силы там, где крепится кузов). Минусы этого устройства. Развал меняется, если большой ход, присутствуют дорожные шумы, возникает трение между штоком и направляющей. Конструкция больше подходит для хороших дорог, потому что на брызговик крыла и кузов происходит передача усилия, и это особенно заметно на кочках.

Двухрычажная

Еще в 30-е годы такая подвеска применялась на спортивных автомобилях. Два поперечных рычага крепятся к кузову или подрамнику. При такой конструкции комфортно регулировать угол наклона рычага, определяя высоту крена, менять развал и колею. Колёса имеют возможность быть независимо вертикальными при преодолении неровностей. Недостатком является, пожалуй, большое количество элементов.

Многорычажная

Эта подвеска унаследовала лучшие качества двухрычажной предшественницы: плавность автомобиля и лёгкость в управлении. В легковой машине многорычажная подвеска располагается на задней оси. Модели Audi используют многорычажный механизм на передней оси. Чаще всего такая технология применяется в дорогих моделях. Дороговизна изготовления перекрывается отсутствием шума и удобством управления. Являясь следующей ступенькой развития после двухрычажной, такая подвеска имеет в устройстве не менее четырёх рычагов, что обеспечивает независимость продольной и поперечной регулировки. Механизм состоит из подрамника, поперечного, продольного рычага, ступичной опоры, амортизатора, пружины и стабилизатора поперечной устойчивости. Недостатком считается не самая лучшая фильтрация неровностей и сложность конструкции.

Неисправности передней подвески

Причины стука в подвеске

Стук в подвске может быть вызван разными причинами, среди которых можо выделить следующие: возможно ослаблено крепление скоб крепления штанги стабилизатора поперечной устойчивости, или её крепления к рычагу подвески, возможно износились резиновые подушки стабилизатора и их нужно заменить, возможен износ резинового основания верхней опоры амортизатора, возможен износ шаровых шарниров, возможен износ подшипника ступицы, или ослаблена гайка его крепления, бывает что ломается амортизаторная пружина, возможно биение из-за не отбалансированных колёс.

Работа подвески автомобиля

Разобрав принцип работы подвески автомобиля, рассмотрим ее элементы отдельно и подробнее.

Гасящим элементом в подвеске автомобиля является амортизатор. Это — трубка, в которой находится жидкость, поршень ( см. работа поршня ) , входящий в трубку и пружина, расположенная на поршне. Чтобы нагляднее понять принцип работы амортизатора, вспомните обыкновенный велосипедный насос. Если перекрыть подачу воздуха ему и попытаться его прокачать – вы ощутите сопротивление воздуха, и ручка насоса после надавливания будет возвращаться обратно. Примерно то же происходит с амортизатором. При резком ударе (наезде на неровность) пружина сжимается, смягчая резкую нагрузку, делая ее более плавной, а жидкость в трубке, перетекая из одной полости в полость с поршнем эту нагрузку (колебание) полностью гасит. Для примера: каждый хоть раз видел, как хозяин любой машины пытался резко надавить на один из краев кузова и тут же отпускал его. Это элементарная проверка работы амортизатора. Если автомобиль после этой процедуры качнется 1-2 раза – амортизатор исправен, если больше – надо искать неисправность, так как амортизатор не гасит колебания пружины.

Направляющим элементом служит рычажно-шарнирные соединения. То есть это — несколько рычагов, имеющих как жесткое, так и шарнирное соединение, которые своей работой «заставляют» перемещаться колесо при колебаниях в нужном направлении, о чем мы упомянули ранее. Для примера можно взять ладонь человека. Пальцы – это и есть рычаги, а места сгибов – это шарниры. И если пальцы можно сжать в кулак, то выгнуть их фаланги наоборот или в сторону уже нельзя. Вот примерно по такому принципу и работает направляющий элемент.

Ну и наконец, упругий элемент. В зависимости от вида транспортного средства эти элементы имеют индивидуальные конструкции, основные виды которых представлены на рисунке ниже.

Ну и еще один тип упругого элемента – это пневмобаллон. Это — полость, накачанная воздухом, давление которого регулируется компрессором. Его работа основана на принципе любого мяча, который можно накачать до предела, а можно приспустить, чтобы он был мягче. Такой вариант применяется для большегрузных автомобилей, перевозящих различные грузы. Например, сегодня он везет крупногабаритный груз весом в 1 тонну, а завтра уже другой, массой в 10 тонн. Соответственно, и нагрузка на упругие элементы будет различаться в 10 раз. Вот чтобы не было таких перепадов, и применяют пневмобаллоны с регулированием давления воздуха.

Это только типичные варианты подвески, с которыми мы ознакомились. Современные конструкторы и инженеры придумывают еще более совершенные варианты, которые мы опустим. Поэтому переходим к заключительному элементу ходовой части, которое уже не раз упоминалось – это колеса.

BMW E36 — передняя подвеска

устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Управляемостью автомобилей в сложных условиях на высоких скоростях стали заниматься, когда мощность двигателя перестала быть проблемой. Стало ясно, что идеальной подвеской с этой точки зрения будет двухрычажка параллелограммного типа. Хорошо подобранная геометрия рычагов сделала возможным точное соблюдение постоянства наилучшего контакта колеса с дорогой.

Содержание статьи:

Но совершенству нет предела, и даже у новой схемы стали отмечаться врождённые недостатки, в частности, паразитные подруливания во время загрузки колёс в поворотах. Надо было идти дальше.

Почему подвеска называется многорычажной

Усовершенствование двухрычажной подвески потребовало добавления к уже имеющимся дополнительных сил, воздействующих на ступицы колёс в поворотах.

Создать их возможно установив в подвеску новые рычаги, при некотором изменении кинематики имеющихся. Число рычагов росло, и подвеска получила название многорычажной (Multilink).

Характеристики

Новый тип подвески обрёл принципиально качественные особенности:

• верхние и нижние рычаги получили разнесённую конструкцию, каждый из них мог быть разделён на отдельные тяги, а образовавшиеся нежелательные степени свободы компенсировались добавочными тягами и толкателями;
• независимость подвески сохранилась, более того, стало возможным раздельно управлять углами колёс, в зависимости от их текущего положения в арках;
• функции обеспечения продольной и поперечной жёсткости можно распределять по отдельным рычагам;
• простым добавлением ориентированных в нужной плоскости рычагов стало возможно программировать любые траектории хода колеса.

Читайте также: Что такое шасси в автомобиле, назначение и принцип работы

При этом все положительные качества двойных треугольных рычагов сохранились, новые характеристики стали независимым дополнением к имеющимся.

Схема и устройство задней подвески

Началось всё именно с изменения подвески задних колёс. С передними и так было всё нормально, поскольку на их углы мог оперативно повлиять сам водитель.

Первой неприятной особенностью классической независимой подвески стало изменение углов схождения из-за естественной кинематической податливости треугольных рычагов на сайлентблоках.

Естественно, в специальных гоночных машинах использовались более жёсткие шарниры, но это снижало комфорт, а до конца проблему не решало. Надо было делать очень жёсткие подрамники, кузова, что в гражданских машинах неприемлемо. Оказалось, что проще добавить ещё один рычаг, который компенсировал поворот колеса, создавая противоположный закручивающий момент.

Это интересно: Какие бывают амортизаторы в автомобиле, признаки неисправностей подвески

Идея сработала, после чего эффект ещё более усилили, переведя паразитную избыточную поворачиваемость в нейтральную, а то и недостаточную. Это помогло стабилизировать машину в повороте, сделав возможным её безопасное ввинчивание в поворот за счёт подруливающего эффекта.

Такой же положительный эффект даёт изменение развала колеса при рабочем ходе подвески в нужную сторону. Инженеры получили хороший инструмент, с помощью которого стало возможным тонко настраивать подвеску.

В настоящее время самым оптимальным вариантом стало использование пяти рычагов на каждую сторону оси с просчитанными на компьютере траекториями перемещения колеса между крайними точками прямого и обратного ходов подвески. Хотя с целью упрощения и удешевления количество рычагов может и уменьшаться.

Схема и устройство передней подвески

Передняя многорычажка применяется значительно реже. В этом нет особой необходимости, но некоторые производители работают и в этом направлении.

В основном для повышения плавности хода, делая подвеску более эластичной, при этом сохраняя управляемость. Как правило, всё сводится к усложнению конструкции схемы с двумя треугольными рычагами.

Теоретически это обычный параллелограмм, но практически система автономных рычагов со своими шарнирами и функциональным назначением. Единого подхода тут не существует. Скорее можно говорить об ограничении применения таких сложных направляющих аппаратов машинами премиум-классов.

Принцип работы Multilink

Во время рабочего хода подвески на колесо могут воздействовать не только сжимающие пружину силы загрузки внешнего по отношению к повороту колеса, но и продольные усилия при торможении или разгоне в поворотах.

Колесо начинает отклоняться вперёд или назад в зависимости от знака ускорения. В любом случае начинает изменяться угол схождения колёс задней оси.

Дополнительный рычаг Multilink, установленный под определённым углом, способен изменить схождение. Нагруженное колесо поворачивается таким образом, чтобы скомпенсировать паразитный увод плоскости вращения. Машина восстанавливает исходную характеристику управляемости.

Все прочие функции узлов подвески аналогичны любой другой конструкции независимого типа. Упругий элемент в виде пружины, телескопический гидравлический амортизатор и стабилизатор поперечной устойчивости работают точно так же.

Плюсы и минусы

Как и любой усложнённый механизм, многорычажная подвеска выполняет все те функции, ради которых она и создавалась:

• машины с Multilink обладают превосходной управляемостью, пятно контакта с дорогой всегда максимально большое, влияние нежелательных боковых сил сведено к минимуму, а положительные силы возникают вовремя и хорошо регулируются при доводке подвески;
• подвеска обеспечивает присущий любой независимой схеме комфорт, сводя к минимуму не только вертикальные ускорения кузова, но и поперечные толчки при попадании на неровности в поворотах, многочисленный упругие элементы хорошо отрабатывают мелкие вибрации;
• конструкция имеет хорошую ремонтопригодность, все рычаги и шарниры автономны и могут быть независимо демонтированы для замены;
• подвеска обычно сочетается с подрамником, что позволяет дополнительно изолировать её от кузова;
• разнесённость в пространстве всех рычагов и их произвольная конфигурация (важно только взаимное расположение концевых шарниров) позволяют легко скомпоновать узлы заднего привода.

Недостаток, собственно, один — высокая сложность, а значит и цена. Как в производстве, так и в ремонте, поскольку замене подлежит большое количество изнашивающихся шарниров.

Закладывать же в них повышенный запас прочности нерентабельно, добавка неподрессоренных масс умножается на число рычагов.

Что лучше, Торсионная балка, МакФерсон или Многорычажка

Абсолютной шкалы ценностей для разных типов подвесок не существует, каждый имеет своё ограниченное применение в определённых классах и категориях автомобилей. Да и настроения производителей часто меняются со временем.

Торсионная балка или полунезависимая подвеска, где колёса соединены через скручивающийся элемент определённой жёсткости, может использовать в своём составе стойки типа МакФерсон, хотя в точности таковой не является.

Подвеска отличается простотой, повышенной прочностью, дешевизной и идеальна для самых недорогих автомобилей. При этом отточенной управляемости она не обеспечит, как и высокого комфорта.

МакФерсон – это чисто независимая подвеска, поэтому она более комфортабельна и лучше настраивается. Но сложная конструкция массивных стоек и повышенное трение в телескопических амортизаторах усиленного типа создают проблемы по массе и точности работы.

К тому же очень желательно использование подрамника, который торсионной балке не нужен.

Многорычажка имеет наилучшие потребительские свойства, но отличается сложностью и высокой ценой. Хороша для дорогих автомобилей с их высокими требованиями по управляемости и комфорту.

В последнее время наметился возврат к более простым подвескам даже в тех моделях, где раньше применялась многорычажка. Изготовители считают излишним подстраиваться под желания искушённых автожурналистов, которые не всегда понятны обычным покупателям автомобилей.

Возможные неисправности многорычажной подвески

Несмотря на кажущуюся сложность, в эксплуатации многорычажка ничего особенного от владельца не требует. Всё сводится к обычной замене изношенных шарниров, неудобства вызывает только их большое количество.

Но существует особая, только этой подвеске свойственная проблема. Многочисленные рычаги из-за стремления уменьшить их общую массу делаются недостаточно прочными. Особенно когда для облегчения их изготавливают из алюминиевых сплавов.

Удары от неровностей дороги могут случайно приходиться именно в неудачных направлениях, когда их воспринимает только один лёгкий и непрочный рычаг.

Металл деформируется, машина начинает активно изнашивать резину и резко теряет управляемость. За этим надо следить особо. Более прочным балкам и двойным рычагам такое свойственно гораздо меньше.

В остальном уход за подвеской аналогичен всем прочим типам. Замене подлежат подтекающие амортизаторы, ослабшие или поломавшиеся пружины, изношенные стойки и втулки стабилизаторов.

После любого вмешательства в подвеску надо проверить и восстановить начальные углы установки колёс, для чего в рычагах делаются регулировочные муфты или эксцентриковые болты.

5 самых распространенных типов подвески автомобилей

17 октября 2018 Категория: Секреты автомобилей.

Подвеска соединяет кузов или раму машины с колесами, передает все действующие силы и условия взаимодействия с дорогой на кузов и обеспечивает плавность хода, отрабатывая неровности ландшафта.

Любая подвеска состоит из 4 основных элементов:

• упругий элемент — воспринимает и передает на подрессоренную массу вертикальные силы реакции при преодолении неровностей на дороге, уменьшает нагрузку на кузов, способствует плавности хода. Состоит из рессоров, пружин, торсионов.
• направляющий элемент — воспринимает действующие на колесо продольную и боковую силы, задает характер перемещения колес: будут ли они при преодолении препятствия действовать слаженно, поворачиваясь одновременно (зависимый вид подвески) или же нет (независимый вид подвески). Состоит из рычагов поперечной и продольной устойчивости.
• демпфирующий элемент- гасит вибрации кузова и колес, преобразуя энергию колебаний в тепловую. Это амортизаторы
• стабилизирующий элемент — разделяет нагрузку бокового типа в поворотах, снижает крены. Это штанги, которые крепятся к кузову.

На сегодняшний день наиболее распространены следующие системы подвески:

• McPherson
• двухрычажная
• многорыжачная
• скручивающаяся балка — пружинная и торсионная

МакФерсон, двух- и многорычажная подвеска может использоваться на передней и задней оси. Балки применяются в качестве задней подвески.

Выбор того или иного типа подвески, которой оснастят авто на производстве, а также материалов, из которых будут изготовлены ее детали, определяется инженерами с учетом требований к архитектуре, габаритам и массе автомобиля: подбираются по типу кузова (седан, хэтчбек, спорткар, кроссовер, внедорожник, коммерческий фургон и т.п.), условиям эксплуатации (назначение машины и степень нагрузки, масса авто, регион использования), а также бюджета.

Когда конструкция подвески определена, она дорабатывается совместно с дизайнерами, чтобы схема подвески не нарушала эстетический ансамбль всего автомобиля.

Рассмотрим характеристики каждого типа подвески подробнее.

McPherson

Такой тип подвески назван в честь изобретателя — американский инженер Эрл С. МакФерсон представил конструкцию в конце 1940-х. Его задачей было создать максимально простую в сборе схему передней независимой подвески и, нужно сказать, это получилось.

«МакФерсон» предложил крепить подвеску к подрамнику только в двух точках с каждой стороны. Для этого на каждое колесо в McPherson приходится по одному нижнему поперечному (треугольному) рычагу. Со стойкой амортизатора рычаг соединяется вертикальной тягой стабилизатора.

Традиционный верхний рычаг в «МакФерсоне» заменен на пружину и соосный с ним амортизатор в роли направляющего элемента. Конструкция соединяется с кузовом мягкой резиновой подушкой.

Сейчас еще распространен тип подвески «псевдо-МакФерсон». В ней единый нижний рычаг разделяется на два независимых. Это позволяет добиться достаточной жесткости. Но верхнего рычага по-прежнему нет, что не позволяет отнести такую подвеску к двухрычажной. Пример применения — Mercedes-Benz C-Klasse.

Встречаются и «трехрычажные» варианты, когда нижний рычаг «псевдо-МакФерсон» делится на 3 части. Обычно такое решение используют в задней подвеске японских автомобилей.

«МакФерсон» — самый популярный и массовый тип современной подвески. Это компактная конструкция, идеально подходящая машинам с поперечно установленным мотором. Такое решение простое и недорогое в конструировании.

К недостаткам конструкции относится не идеальный угол развала колес. Это происходит из-за вертикального хода колеса, когда нижний рычаг подвески описывает дугу. В результате точка контакта шины с дорожным покрытием постоянно смещается в стороны.

А еще подвеска McPherson чувствительна к дисбалансу колес и передает на кузов дорожные вибрации и шумы, что делает ее не слишком комфортной в плане плавности хода. Усиленное трение штока и амортизатора быстро «приканчивает» последний, поэтому долговечностью «МакФерсон» не отличается.

Двухрычажная подвеска

Подвеска на двойных поперечных рычагах — самая что ни на есть классика автопрома. Два V-образных рычага расположены строго друг над другом, а их вершины крепятся шарнирами к верхней и нижней частям поворотного кулака — цапфа. Раздвоенные «лапки» рычагов прикрепляются к кузову. То есть ступица переднего колеса может повернуться вокруг своей оси.

Обычно на двухрычажной подвеске верхний рычаг короче нижнего — это улучшает сцепление поворачивающего колеса с дорогой. 

Рычаги чуть наклонены горизонтально, что предотвращает «клевание» кузова при интенсивном разгоне или торможении.

Сейчас повсеместно V-образные рычаги в такой подвеске заменяют на L-образные, крепя длинную часть к кузову через хорошо демпфирующие неровности дороги эластичные втулки. Это повышает комфорт водителя за счет эффективного гашения вибраций. Классические V-образные рычаги применяют на гоночных автомобилях, потому что такое решение дает идеальную траекторию колеса.

В качестве упругих эдементов в двухрычажной подвеске могут использоваться пружины и торсионы, пневматические подушки, гидропневматика.

Двухрычажная подвеска ниже, чем остальные типы подвески, она дает идеальную кинематику, но занимает много места в ширину, и потому ее сложно ставить на авто с поперечным двигателем. Решить проблему можно сокращением плеча конструкции, и такое решение применили в Audi на модели А4 образца 1995 года, поставив вместо 2 рычагов 4.

В дальнейшем такое же решение повторяли не раз на крупных Audi и Volkswagen. Но этот вариант удорожил и без того недешевую конструкцию классической «двухрычажки» и, кроме того, проявил себя не таким надежным.

Многорычажная подвеска

Первым из серийных авто заднюю многорычажную подвеску получил Mercedes-Benz W201. Ее особенностью была довольно сложная и массивная конструкция. Но сочетание множества отдельных рычагов позволило уточнить кинематику, направлять колеса в нужном направлении, не меняя угол схождения колес и не отклоняясь при резком разгоне или торможении.

В качестве другого примера исполнения можно привести пятирыжачную переднюю подвеску Audi, где двум отдельным верхним рычагам полагается по собственной шаровой опоре.

Сегодня многорычажная подвеска — стандарт для дорогих автомобилей. Ступица колеса или поворотный кулак соединяют с кузовом 4 и более рычага, причем в зависимости от компоновки и кузова автомобиля рычагам можно придавать различную форму, задавать нужные параметры изменения развала колес при движении.

Система множества рычагов в подвеске повышает поперечную жесткость, отлично демпфирует неровности дорожного покрытия, идеально реагирует на замедление или ускорение автомобиля, держит траекторию при выполнении маневров на скорости. Это самый гибкий и надежный тип современной подвески.

К недостаткам конструкции относят ее сложность при проектировании, требования к используемым материалам (они должны быть легковесными, например, алюминиевые рычаги) и, как следствие — дороговизну. Для владельца многорычажная подвеска — еще и обилие деталей, которые сильно повышают стоимость обслуживания.

Скручивающаяся балка — пружинная и торсионная

В то время, как автопроизводители массово переходили от заднего привода к переднему, появилась проблема улучшения конструкции заднего моста.

Конструкция зависимой подвески типа «нарезной мост», когда оба колеса ведущей задней оси жестко связываются между собой и при наезде на неровность наклоняются одновременно, была хорошим вариантом лишь для внедорожников. А вот на легковых автомобилях это просто массивная неудобная конструкция, ухудшающая плавность и шумность хода.

Установить на заднюю ось независимую двухрычажную подвеску, при которой поведение колес никак не связано друг с другом, обходилось дорого. Сложная конструкция со множеством деталей и сейчас применяется только в сегменте премиальных седанов и кроссоверов.

Независимая подвеска в виде продольных рычагов и без стабилизатора, когда рычаги соединяли колеса одной оси с рамой кузова через шарнир (именно такая подвеска была на «горбатом» «Запорожце» ) была простой и дешевой конструкцией, но при высоких скоростях клонила колеса вместе с кузовом, и это уже было небезопасно.

Для бюджетных же моделей с передним приводом выход нашелся в конструкции так называемой «полунезависимой» подвеске, в которой два продольных рычага скрепляются поперечной балкой. Важно отметить, что такая схема устанавливается на задний мост ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО переднеприводных автомобилей.

Пружинная балка

Вариант пружинной балки, которую часто путают с торсионной, выглядит так.

Колеса одной оси подвешивались на продольных или косых рычагах, а те крепятся к балке П-образной форме. Перекладина не изгибается. В качестве элемента упругости в такой конструкции задействованы пружины, которые крепятся на рычагах.

Все это — конструкция пружинной балки. Причем многие называют ее «торсионной», потому что в большинстве европейских языков torsion значит «скручивание». Тем более внешне эти конструкции похожи. Но, это не торсионная, а пружинная балка. Пример реализация полунезависимой пружинной балки — Renault Fluence.

Торсионная балка

Сегодня в качестве задней подвески переднеприводных недорогих авто ставят в основном торсионную балку.

От пружинной она отличается тем, что в качестве элементов упругости в ней действуют не пружины, а торсион — металлический стержень, проходящий через всю балку изнутри.

Такая конструкция позволяет компенсировать скручивание балки, а еще дает возможность менять положение амортизаторов, чтобы получить огромный багажник правильной классической формы.  

К недостаткам конструкции относят ее жесткость, которая отражается на комфортности хода автомобиля.

С другой стороны, есть инженерные решения, где торсионы располагаются продольно, их длина не так сильно зависит от длины балки, и в таком случае комфорт  комфорт хода такой подвески повышается практически до уровня независимой многорычажной.

Качественные детали подвески любого типа для вашего автомобиля предлагает наша разборка

Перейти к поиску 

Метки: устройство автомобиля, Подвеска

Подвеска на Actyon — как она работает

На эту деталь автомобиля мы меньше всего обращаем внимание, однако она является самой проблемной и чувствительной. Она берет на себя все нагрузки не только во время движения автомобиля, но и когда он просто стоит. Важно, чтобы состояние этого устройства было оптимальным, тогда и поездка на машине будет комфортной, а главное – безопасной. Угадали, про что идет речь?

Подвеска в автомобиле – важнейшая составляющая. Передающиеся на колеса всевозможные толчки и колебания от дорожного полотна, с ее помощью минимизируются. Через подвеску водитель «чувствует» поведение автомобиля и может заранее отреагировать на сложившуюся ситуацию. Чем активнее и лучше автомобильная подвеска ведет себя на дороге, тем комфортнее и легче ей управлять.

Система «подвеска – автомобиль» развивается параллельно. За все свое долгое существование человек придумал огромное количество всевозможных вариантов этой системы. Конечно, сейчас многие виды подвесок забыты, но зато остались самые выдержанные временем и дорогой.

Подвеска отвечает за главные характеристики автомобиля: его проходимость и управляемость на высоких скоростях и в целом. «Железный конь» не сможет развить нормальную максимальную скорость без хорошей ходовой части. Грузоподъемность тоже напрямую связана с типом данной конструкции.

Автомобильные подвески классифицируются на три типа:

• Зависимая подвеска;
• Полузависимая (торсионно-рычажная) подвеска;
• Независимая подвеска.

Вариантов комбинирования видов подвесок очень много (подвеска с косыми, поперечными рычагами, с качающейся осью и т.д.). Поэтому рассмотрим в данном контексте только ту, которую применяет SsangYong для своих автомобилей.

SsangYong оснащает Actyon 2014 модельного года независимыми подвесками и на переднюю, и на заднюю ось. Если подробнее: передняя подвеска – типа McPherson, а задняя – многорычажная Multilink.

Независимая подвеска типа McPherson была изобретена (надо же!) американцем Эрлом МакФерсоном. На серийную продукцию стала устанавливаться в 1948 году. Подвеска известна и под другими названиями: на постсоветском пространстве ее именуют как «качающаяся свеча», а в англоговорящих странах – «подвеска Чепмена».

Как это работает

Подвеска типа McPherson используется почти во всех современных автомобилях. Отличается разве только индивидуальной модификацией автопроизводителей. Поэтому так необходимо знать, как работает данный узел автомобиля, чтобы вовремя улучить в нем проблему.

Полностью конструкцию рассматривать не имеет смысла, приведу только основные компоненты, которые представляют первостепенную важность в подвеске.

Поворотный кулак. Представляет собой систему подшипников, а также в нем располагается тормозной суппорт. Находится в связке с амортизаторной стойкой и рулевой системой.

Подрамник. Несущий элемент всей конструкции. Крепится на кузов авто с помощью резинометаллических шарниров — сайлентблоков, которые уменьшают шумы и нагрузку на кузов во время движения.

Амортизаторная стойка. Отвечает за упругость подвески. Она соединяет упругий элемент (металлическую пружину) и амортизатор. В данный узел так же входит буфер сжатия. Снизу к стойке крепится поворотный кулак, а сверху стойка через резиновую втулку присоединена к брызговику крыла.

Поперечный рычаг. Крепится с двух сторон к подрамнику, тем самым обеспечивая должную жесткость в продольном направлении. С помощью шаровой опоры, рычаг соединяется с поворотным кулаком.

Стабилизатор поперечной устойчивости.

Представляет немалую роль в уменьшении диапазонов крена при повороте, клевка при торможении и «козления» при разгоне автомобиля. Стабилизатор соединяется с подрамником установочными кронштейнами и втулками. С двух концов стабилизатор крепится к стойке амортизатора соединительными штангами с шарнирами.

Преимущества подвески

Значительные преимущества МакФерсон в ее компактности и малой неподрессорной массе, а, значит, она оказывает меньшее воздействие на плавность хода автомобиля во время движения по неровностям дороги. Невысокая стоимость и нетрудоемкость изготовления способствовали широкому распространению данной подвески. За счет более простой конструкции, обслуживание ходовой части не составляет большого труда. Помимо этого, у подвески достаточно высокая надежность.

Недостатки подвески

Как же без минусов данной конструкции ходовой части. Они непременно имеются. МакФерсон обладает большим ходом, что сказывается несомненно негативно на управляемости автомобиля.

Далее, большую нагрузку при движении по неровностям дороги испытывает брызговик крыла. По правде говоря, он является не самой прочной деталью в узле. От этого постепенно разрушаются точки крепления брызговика к стойке амортизатора. Данный недостаток приводит к снижению ресурса всей подвески.

Доставит неудобство износ амортизаторной стойки. Неразборная конструкция предполагает замену исключительно стойки в сборе. А сделать это придется, иначе она может нарушить геометрию кузова.

Еще один минус – страдает шумоизоляция во время движения автомобиля. И последнее, данный тип подвески компенсирует продольный крен при торможении меньше, чем подвеска с двойными рычагами.

Подведем итоги

Недостатки подвески типа McPherson значительно ограничивают ее применение. Исходя из этого, подобную систему используют на автомобилях массового A, B, и C классов. А из-за своей компактности она излюбленная у автопроизводителей переднеприводных машин. Подвеска не обладает высокой комфортабельностью, не предназначена для гонок, но вполне выполняет возлагаемые на нее обязанности.

Подвеска МакФерсон заняла свое место в жизни городского автомобиля. Нужно научиться с ней ладить и тогда ходовая часть вашего «железного коня» не доставит Вам больших хлопот.

В конце статьи приведу некоторые номера деталей ходовой части. Информация взята с официального интернет-магазина компании SsangYong в России. Цены действительны на момент публикации данного материала.

Неполная независимость: как устроена и чем хороша полузависимая подвеска

Мы уже рассказывали о зависимых и независимых подвесках. Но за кадром остался еще один тип подвесок – полузависимые. В характеристиках автомобиля такой тип подвески часто указывается как независимый, но на первый взгляд, выглядит самая распространенная конструкция именно как обычная балка зависимой подвески. В чем же тут секрет?

Насколько независима независимая подвеска?

Казалось бы, раз подвеска независимая, то перемещения одного колеса от другого никак не зависят. Такое чаще встречается в теории. На практике же полностью независимые подвески – большая редкость.

Почти всегда в конструкции подвески предусмотрена такая деталь как стабилизатор поперечной устойчивости. Благодаря ей вертикальные перемещения одного колеса через упругий торсион передаются на другое. Подобное «нарушение независимости» нужно для улучшения управляемости автомобиля, а точнее, для уменьшения кренов в поворотах. Решение не самое изящное, имеющее и ряд недостатков, но при этом недорогое, ведь активные подвески дороже на порядки. А так достаточно простая деталь не дает машине заваливаться в повороте.

Конечно, управляемость можно настроить и без этой детали, и даже плавность хода улучшится. Примеров тому немало: вот Renault Logan, например, после первого рестайлинга лишился стабилизатора спереди, а у классических Жигулей в задней подвеске его и не было никогда. Но большинство современных машин его имеет и в передней, и в задней подвесках.

Не редкость и «активные» стабилизаторы, которые умеют менять угловую жесткость торсиона или вообще отключаться. Такие есть, например, на машинах BMW или на внедорожниках Nissan. Это позволяет снизить негативные факторы от использования стабилизатора.

Получается, подвески у абсолютного большинства машин не абсолютно независимые, перемещение одного колеса все же вызывает перемещение и другого. Пусть и в меньшей степени, чем при наличии связи в виде общей жесткой оси, как у зависимой подвески, когда перемещение одного колеса всегда однозначно связано с перемещением второго.

С неразрезными мостами, кстати, стабилизатор поперечной устойчивости также применяют: крены есть у машин с любыми подвесками.

Полузависимые: редкие и самые распространенные

Если стабилизатор все равно нужен, то может быть, его можно сделать частью несущей конструкции подвески? Наверное, именно так рассуждали инженеры, когда придумали переднюю подвеску МакФерсон для Audi 100/A6 в кузове С4. Не удивляйтесь, но МакФерсон у нее – полузависимый, ведь вместо переднего нижнего рычага подвески тут используется мощный стабилизатор поперечной устойчивости. Оба колеса связывает единая упругая деталь, являющаяся частью несущей конструкции. Восьмидесятые годы были щедры на интересные технические решения, так что я не удивлюсь, если на каких-то еще машинах использовали подобную схему, ведь торсион стабилизатора очень удобно использовать в качестве рычага. По кинематике подвеска Audi может считаться полностью независимой за одним существенным «но»: вертикальное перемещение одного из колес обязательно вызывает перемещение второго колеса на существенную величину, связанную с достаточно высокой жесткостью торсиона.

Очень распространенная схема полузависимой подвески со скручиваемой балкой – в том числе и плод усилий инженеров концерна Volkswagen. Ведь появилась она именно на VW Golf в 1974 году. Гениальность идеи была в том, что тут направляющий аппарат обоих задних колес был единой деталью, которая крепилась к кузову всего в двух точках. А эластокинематика движения каждого из колес была почти подобна кинематике подвески на продольных рычагах. Балка в форме буквы Н крепится к кузову в двух крайних точках, а ступицы колес расположены на нижних концах буквы. Самая важная часть конструкции – поперечина, которая соединяет конструкцию воедино и обеспечивает необходимую жесткость. Если балку расположить вплотную к точкам крепления к кузову (когда балка превратится в букву П), то подвеска по кинематической схеме будет полностью подобна конструкции на продольных рычагах, а если перенести ближе к точкам крепления колес, то будет больше похожа на зависимые подвески. Центральная часть балки в этой конструкции обязательно имеет податливость и может изгибаться, обеспечивая колесам возможность независимого перемещения. Отнести такую подвеску к зависимым можно лишь конструктивно: колеса связаны единой деталью несущей конструкции. Но в работе такая подвеска все же подобна именно независимым.

Конструкция настолько удобна для массового автомобилестроения, что ее применяют для машин до D класса включительно, а порой используют и в сочетании с ведущим задним мостом. Например, на кроссовере Opel Mokka сзади стоит именно скручиваемая H-образная балка, даже на вариантах с полным приводом.

Секрет подобного успеха прост. Во-первых, конструкция предельно надежна: мощные боковые рычаги связаны мощным торсионом, а к кузову она крепится большими и прочными сайлентблоками. Эти детали служат долго, а сломать их тяжело. И такая конструкция недорога как в изготовлении, так и в эксплуатации.

Кинематика движения колес изначально удачна и может варьироваться в широких пределах путем изменения жесткости креплений, жесткости торсиона, боковых рычагов и их взаимного расположения. К тому же подвеска очень компактна, позволяет разнести амортизаторы максимально широко, что обеспечивает отличные условия их работы. Можно расположить пружины и амортизаторы очень низко и плотно, что увеличивает внутренний объем задней части машины. Из всех типов независимых подвесок для неведущих колес лучшей кинематикой обладают разве что многорычажные конструкции на базе двухрычажных подвесок или стоек МакФерсона, но они значительно более дороги.

Недостатки у такой схемы тоже есть. Эластокинематика Н-образной балки такова, что угловая жесткость балки всегда связана с податливостью подвески в поперечном направлении и нагрузкой. В результате балка всегда избыточно жесткая для ее роли стабилизатора поперечной устойчивости. Неподрессоренные массы у такого типа подвески тоже достаточно высоки, а попытка уменьшить массу балки за счет уменьшения длины продольных рычагов ведет к ухудшению кинематики ее работы и увеличению жесткости связи. И развязать жесткость резинометаллических элементов в продольном и поперечном направлении тоже конструктивно сложно, они будут всегда связаны, ведь это всего два сайлентблока, работающих на кручение и разрыв.

Усложнение конструкции введением реактивной тяги, например, в виде механизма Уатта — ход не новый. Сравнительно недавно его применяли в серийном производстве на Opel Astra J/Chevrolet Cruze, а спортсмены при подготовке машин с Н-образной балкой часто использовали дополнительные реактивные рычаги для улучшения управляемости и контроля кинематики.

Механизм Уатта

Опорные элементы балки стараются ставить под углом к плоскости качения балки: так обеспечивается уменьшение передачи вибраций на кузов при снижении податливости блоков в поперечном направлении и улучшение кинематики. Дополнительные хитрости в виде выноса опорных площадок пружин на внешние кронштейны позволяют обеспечить необходимый угол доворота колес под нагрузкой. Но в любом случае этот тип подвески остается конструктивно простым и дешевым. И именно поэтому его применяют столь массово.

А на практике оно как?

Сравнение различных автомобилей с различными типами задней подвески не дает возможности выбрать однозначного лидера. Разумеется, многорычажную подвеску проще наделить и хорошей управляемостью, и высокой плавностью хода в сочетании с высокой нагрузочной способностью. Но вот беда: сравнивая даже авто одного класса, нельзя сделать вывод о том, какая применяется подвеска лишь на основании их ходовых характеристик. Настоящим подарком для любителей выяснить, что лучше, а что хуже, являются машины на платформе MQB: у многих из них в зависимости от мотора в задней подвеске может применяться как балка, так и многорычажная конструкция.

Мой личный опыт показывает, что только серьезное сравнение позволяет выявить нюансы, а в обычной эксплуатации можно заметить лишь несколько другую акустическую картину при проезде неровностей и более явное изменение управляемости с нагрузкой у машин с Н-образной скручиваемой балкой относительно машин с многорычажной подвеской. Слепое сравнение обычно не дает возможности выявить однозначного победителя. А все это говорит о том, что энтузиазм производителей по поводу этого типа подвески на бюджетных автомобилях вполне обоснован: по цене недорогой зависимой подвески вы получаете полноценную независимую с хорошей кинематикой.

Опрос

А у вашего автомобиля какая подвеска?

Всего голосов:

About — McPherson Financial Group

McPherson 418 долларов США