Зависимая подвеска | Подвеска автомобиля

Зависимая подвеска ⭐ — тип подвески, при котором два колеса, располагающиеся на одной оси, имеют жесткую связь между собой. Есть два ее типа:

1. на продольных рессорах — жесткая балка моста подвешивается на двух продольных рессорах, которые крепятся к раме или кузову. Рессора, состоящая из нескольких соединенных между собой металлических листов, фиксируется специальными хомутами. Ее расположение вдоль кузова помогает справляться с силами, которые действуют в боковом, продольном и вертикальном направлениях, то есть она выступает в роли направляющего и упругого элемента одновременно. Обычные пружины не могут похвастаться такой мультифункциональностью, поскольку отвечают только за упругость.Если автомобиль разогнать до большой скорости, такая зависимая подвеска не сможет эффективно противодействовать боковым силам — мост сместится в сторону, ухудшив управляемость. Так как автопроизводители не могут допустить такой риск, продольные рессоры на обычных легковых авто найти почти невозможно;
2. с направляющими рычагами — состоит из поперечных и продольных рычагов, которые крепятся к балке моста и кузову (или раме) автомобиля. Они также должны нивелировать силы, действующие в продольном, боковом и вертикальном направлениях, только роли упругого и направляющего элемента распределены между витой пружиной, отвечающей за упругость, и амортизатором, гасящим колебания.

Рис. 1 — витая пружина; 2 — верхний продольный рычаг; 3 — нижний продольный рычаг; 4 — балка моста; 5 — амортизатор; 6 — ступица колеса; 7 — стабилизатор поперечной устойчивости; 8 — поперечный рычаг (тяга Панара).

Самая распространенная на сегодняшний день конфигурация — один поперечный и четыре продольных рычага. Поперечный сдерживает ось транспортного средства от сильного смещения вбок, при этом характеризуясь жесткостью и неравномерностью работы, и именуется тягой Панара. Помимо нее, используется составной поперечный рычаг, или механизм Уатта, состоящий из двух горизонтальных рычагов, которые крепятся к вертикальному. Последний соединен с центром балки моста и может вращаться — такое решение улучшило работу подвески в разных точках крена кузова по сравнению с тягой.

В зависимой подвеске нашел свое применение и механизм Скотта-Рассела, отличающийся от тяги Панара использованием двух рычагов разной длины для большей курсовой устойчивости и лучшей управляемости. Улучшению этих характеристик поспособствовала фиксация длинного рычага к балке с применением эластичного соединения, при котором он ограниченно двигается.

Система де Дион — один из самых прогрессивных типов зависимой (или, точнее, полузависимой) подвески, отличающийся изгибающейся подпружиненной балкой, но из-за дороговизны материалов это конструктивное решение встречается нечасто.

Зависимая подвеска устойчива к повреждениям, прочна, не требует особых условий эксплуатации, но сама по себе тяжелая и не так хорошо управляется. Немаловажен и вопрос комфорта — машину с такой подвеской будет трясти сильнее. В основном ее используют для неприхотливых внедорожников, главными характеристиками которых являются проходимость и выносливость, пусть даже ради этого придется пожертвовать высокой скоростью и некоторой точностью маневров.

Зависимая подвеска автомобиля

Зависимая подвеска – это жесткая балка или ось, которая связывает между собой правое и левое колесо. Самым главным отличием является то, что колеса зависят друг от друга и перемещения передаются от одного колеса к другому.

С каждым годом машин, которые используют данный тип подвески, становится все меньше. Зависимая подвеска была основной в средине 30-х годов прошлого века. В комплектации с зависимой подвеской еще шли пружины или рессоры.

Сейчас зависимая подвеска применяется очень редко, но иногда ее можно встретить на следующих типах авто:

• Внедорожники;
• Коммерческие автомобили;
• Малотоннажные грузовые машины;

В основном данный тип подвески применяется в качестве задней подвески и очень редко – для передней оси.

Зависимая подвеска автомобиля делится на 2 вида:

• Подвеска на продольных рессорах;
• Подвеска с направляющими рычагами;

Зависимая подвеска на рессорах

Данный тип зависимой подвески включает в себя балку моста, которая подвешена на двух продольных рессорах. Рессора соединяется с балкой моста с помощью хомутов, которые называют стремянками. Оба конца рессор крепятся к кузову с помощью кронштейнов. Также есть возможность перемещения вдоль рессоры, что лучше снижает вибрацию.

Продольные рессоры работают в вертикальном, боковом и продольном направлении. Главным недостатком зависимой подвески автомобиля является небольшое сопротивление продольным и боковым силам на большой скорости, из-за чего можно потерять управление над мостом.

Зависимая подвеска с направляющими рычагами

Вероятности потерять управление над мостом нет в случае из подвеской с направляющими рычагами.  Это самый распространенный тип зависимой подвески. Всего в этой подвеске 5 рычагов: четыре продольных и один поперечный.

Благодаря наличию рычагов обеспечивается отличная выносливость к следующим типам усилий:

• Вертикальные;
• Продольные;
• Боковые;

Для того чтобы придать упругость подвески применяется пружина, а для гашения ударов – амортизатор.

Наличие поперечного рычага не дает оси автомобиля смещаться. Сам рычаг называется тяга Панара. Этот вид тяги по-разному может работать при поворотах налево или направо. Более удачными механизмами для зависимой подвески автомобиля являются механизмы Скотта-Рассела и Уатта. Ниже приведены описания нескольких типов зависимой подвески.

Подвеска Уатта

Механизм Уатта – два горизонтальных рычага, которые прикреплены на шарнирах в вертикальном положении. Сам рычаг закрепляется по центру балки и может вращаться. Когда наступает момент неравномерного движения, например при повороте, вертикальный рычаг поворачивается и все компенсирует.

Подвеска Скотта-Рассела

Механизм Скотта-Рассела – это два рычага: короткий и длинный. Длинный рычаг крепится к кузову, а короткий – к центру и краю моста. Главная особенность этого механизма – эластичное крепление к балке, благодаря чему автомобиль лучше держит курс движения и лучше управляется.

Подвеска Де Дион

Также отличной разновидностью зависимой подвески является подвеска Де Дион. Ее разработали на фирме Де Дион Бутон в 1896 году. Она представляет собой конструкцию, где корпус отделен от оси. Благодаря этому моменту снижается масса неамортизируемых деталей. Чаще всего этот вид подвески применяли в автомобилях Alfa Romeo. Разумеется, ее устанавливали только назад.

Подвеска Де Дион считается средней между зависимыми и независимыми подвесками. Все детали этой подвески способствуют облегченному ходу и высокой управляемости. Ввиду того, что купить Де Дион довольно дорого, ее используют очень редко, и то, на спортивных машинах.

Зависимая подвеска очень стара и ее история начинается еще от телег и повозок. Несмотря на это, ее можно до сих пор встретить на некоторых машинах.

Основные преимущества зависимой подвески:

• Большой ход, благодаря чему можно преодолевать большие препятствия;
• Простая конструкция;
• Отличная устойчивость и прочность;
• Неизменность ширины колеи, что для бездорожья является отличным фактором;

Основной недостаток – жесткая связь колес, из-за чего они двигаются по очень похожему курсу, даже при прохождении препятствий. Вместе с большим весом конструкции, этот момент не может положительно сказываться на стабильности движения и управляемости.

Ниже можете посмотреть видео, как работает зависимая подвеска автомобиля.

Зависимая и независимая подвеска — чем они отличаются

Одним из факторов, на которые следует обращать внимание при выборе автомобиля является тип подвески. Плавность и комфорт при движении играют немаловажную роль. Желание обладать транспортным средством, способным одинаково хорошо вести себя на асфальте и при движении по бездорожью возникает у каждого автолюбителя.

Споры о том какая подвеска имеет лучшие характеристики бесконечны. На этот вопрос нет однозначного ответа. Сформировавшиеся стереотипы относительно области применения некоторых типов выглядят так: внедорожникам — зависимую, легковым машинам среднего класса — комбинированную, спорткарам — двухрычажную. Каждая система имеет свои достоинства и недостатки.

Что такое подвеска?

Подвеской считается часть автомобиля, входящая в состав шасси, которая служит промежуточным звеном между его кузовной частью и дорожным полотном. Работа подвески заключается в том, чтобы удар, полученный при контакте с препятствием, был преобразован в перемещение упругого элемента. В результате этого перемещения гасится энергия удара и увеличивается плавность хода.

Существует ряд основных требований к подвескам. К ним относится: поддержание машины в горизонтальном положении при любых воздействиях; способность гасить возникающие колебания; упругость всех её элементов, их прочность и долговечность.

Подвески классифицируются следующим образом:

1. Зависимая (может быть на поперечной и продольной рессорах, с направляющими рычагами, с упорной трубой, подвеска De Dion, торсионно-рычажной).
2. Независимая (различают подвеску на косых и двойных поперечно расположенных рычагах, с качающимися полуосями, с одинарными или двойными продольными рычагами, «Макферсон», с поперечными рычагами).
3. Активная, то есть изменяющая жёсткость и положение по команде устройства управления (пневматическая, гидравлическая, пневмогидравлическая).

Рассмотрим и сравним два типа подвесок, нашедших наиболее широкое распространение: зависимую и независимую.

Зависимый тип подвески

Она упрощенно представляет собой два противоположных колеса, жёстко соединённых между собой одной балкой. Воздействие на одно колесо приводит к изменению положения второго. Зависимой подвески в большей степени предназначена для эксплуатации в тяжёлых дорожных условиях.

Зависимая подвеска: 1) Витая пружина 2) Верхний продолльный рычаг. 3)Нижний продольный рычаг. 4) Балка моста. 5) Амортизатор. 6) Ступица колеса. 7) Стабилизатор поперечной устойчивости. 8) Поперечный рычаг (тяга Панара)

Плюсы и минусы любой подвески зависят от её конструкции, но есть и общие для всех свойства.

Преимуществами такой подвески является:

• Постоянный клинерс, то есть дорожный просвет остается неизменным, что даёт ей преимущество в движении по бездорожью.
• Высокая устойчивость к повреждениям и прочность.
• Недорогое обслуживание.
• Небольшое количество составляющих деталей и, как результат, надёжность.

Отрицательные стороны зависимой подвески:

• Меньшая устойчивость и управляемость, по сравнению с независимым вариантом.
• Достаточно высокие требования к дорожному покрытию при движении с большой скоростью.
• Низкий уровень комфорта.
• Невысокая информативность рулевого управления.

Независимый тип подвески

В данном типе подвески колёса не связаны друг с другом, то есть действуют независимо. Независимая подвеска имеет преимущество при движении по трассе с большой скоростью и устанавливается, как правило, на легковых автомобилях.

Независимая подвеска

К преимуществам независимой подвески можно отнести:

1. Малые отклонения относительно продольной оси.
2. Хорошую управляемость.
3. Хорошее сцепление с дорожным покрытием.
4. Высокий уровень комфорта.

Минусами этого типа подвески можно назвать:

• Дорогостоящее обслуживание и ремонт.
• Короткий ход рычагов подвески, что может привести к уменьшению клиренса.
• Большое число деталей, из которых состоит подвеска и, соответственно, большая вероятность повреждения, по сравнению с зависимой.
• Сложность проведения ремонтных работ в полевых условиях.

В чём сходство и различие независимой и зависимой подвесок?

Оба эти типы подвесок объединяет одно предназначение — сделать нахождение в транспортном средстве более комфортным и безопасным.

Конструктивно независимую и зависимую подвеску объединяет наличие упругих элементов, направляющих элементов и амортизаторов. Эти функции может совмещать в себе одна деталь, например рессора.

Благодаря различной конструкции, зависимая и независимая подвеска имеют ряд отличий:

1. В зависимой два колеса жёстко соединены, зависят друг от друга. В независимой каждое действует самостоятельно; воздействие на одно не отразится на другом.
2. В независимой меньше неподрессоренных масс, так как отсутствует мост, в противоположность зависимой.
3. Независимая подвеска чувствительна к установке колес отличного от положенного размера, поскольку они являются частью кинематики подвески.
4. Необходимым условием эффективного действия независимой подвески является нахождение кинематического центра над поверхностью дороги, другими словами при максимальных отклонениях подвеска должна находиться выше уровня дороги.
5. Независимая подвеска имеет меньший риск опрокидывания при попадании в яму на большой скорости, благодаря отсутствию жёсткого взаимодействия противоположных колёс.

В пользу какой подвески сделать выбор решает покупатель. Следует обратить внимание не только на уровень комфорта, но и на стоимость обслуживания и запчастей, отзывы по срокам эксплуатации элементов подвески и репутацию производителя.

Зависимая и независимая подвеска — устройство и рекомендации

Подвеска автомобиля — один из главнейших узлов автомобиля, о свойствах и важности которого лишний раз говорить нет смысла. Так как именно подвеска является тем важнейшим звеном, которое соединяет кузова (рамы) автомобиля с дорожным покрытием.

Самой основной функцией подвески является:

1. Соединение колеса с рамой или кузовом.

2. Подвеска обеспечивает необходимую плавность движения и необходимый ход (перемещение) колес по отношению к несущей части автомобиля.

3. Передача моментов и силы, которая возникает при взаимодействии колес и дороги, на несущую часть машины.

Основные свойства подвески:

1. Направляющие, благодаря которым задается характер перемещения колес.

2. Упругость – восприятие и направление вертикальных сил реакции, которые возникают при неровностях дороги.

3. Амортизация – необходима для погашения колебаний несущей части авто, которые возникают из-за плохих дорожных условий.

Классификация автомобильной подвески

Подвеска автомобиля бывает двух основных типов: зависимая и независимая подвеска. В свою очередь каждый вид подвески в зависимости от предназначения и функционала, делится на различные модификации и виды.

Зависимая подвеска автомобиля – это особая конструкция принцип работы, которой заключается в жёстко связанных между собой обеих колес оси. Перемещение каждого из них, так или иначе, повлияет на другое.

Что такое независимая подвеска? Этот вариант конструкции подразумевает автономность (независимость) каждого из колес друг от друга. Находясь на одной оси колеса, никак не связаны между собой, и практически не влияют на положение и работу каждого из них. Установочные параметры: развал колес, колея, база при работе независимой подвески могут меняться.

Современная подвеска автомобиля серьезно эволюционировала, и на сегодняшний день – это довольно сложная и почти совершенная конструкция, способная одновременно сочетать в себе гидравлические, механические, пневматические и электрические качества. С появлением электронных систем водителю стало доступно управление подвеской, при помощи которого можно добиться максимально точной настройки подвески, для комфортной или же наоборот более агрессивной езды и управляемости.

Рассмотрим основные типы автомобильных подвесок

Зависимая подвеска автомобиля. В качестве примера такого типа подвески можно рассмотреть, к примеру, заднюю зависимую подвеску, которыми оснащены заднеприводные автомобили, к примеру, Жигули «классика». Основным недостатком такого варианта является большой вес конструкции, более того, если мост выполняет функцию ведущего моста, будет потеряна плавность хода.

Есть среди такого рода устройств и условно-промежуточные вариации подвески. Представителями такого класса является полузависимая, а также полунезависимая подвеска.

Полузависимая подвеска или торсионно-рычажная, зачастую применяется в производстве компактных автомобилей. Такой вариант подвески собой представляет что-то среднее между подвеской на продольных рычагах и зависимой подвеской. Более того, кроме того, что она занимается восприятием боковых сил, она также выполняет функции стабилизатора.

Полунезависимая задняя подвеска автомобиля. Почему именно задняя? Потому что такой тип подвески применяется исключительно сзади. Сама конструкция представляет собой: два продольных рычага, которые соединены между собой посредине при помощи поперечины. Такой тип подвески используется только на неведущих мостах. Среди преимуществ такого типа подвески: компактность, легкость и легкость установки.

Независимая подвеска автомобиля. Традиционным и вместе с тем самым распространенным типом независимой подвески, который применяется в массовом производстве, и установлен на большинстве современных переднеприводных автомобилях, является — McPherson (Макферсона), это двухрычажный, а также многорычажный вариант подвески.

У каждого из выше представленных типов подвески свои  преимущества, недостатки и особенности. Самой эффективной, пожалуй, является многорычажный тип автомобильной подвески, однако она имеет высокую стоимость и дорогая в производстве, как правило применяется на автомобилях представительского или премиум-класса.

Подводя итоги

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что по большому счету широким массам как правило, не так уж и важно, каким количеством рычагов оснащена передняя или задняя подвеска его автомобиля, самое главное, чтобы автомобиль выполнял свою основную функцию и был при этом: комфортным, безопасным, удобным и надежным средством передвижения.

Над усовершенствованием этих качеств, собственно, и трудятся целые инженерные отделы крупнейших автомобильных компаний. От модели  к модели автомобильные подвески становятся все лучше и качественнее, а их эксплуатационные качества близки к идеалу и способны выдерживать колоссальные нагрузки.

Что до выбора того или иного типа подвески, или правильнее будет сказать при выборе машины с тем или иным типом подвески, следует отталкиваться от личных предпочтений. Поскольку только владельцу известно, для каких целей буде предназначен автомобиль, и в каких условиях он будет эксплуатироваться.

Зависимая или независимая подвеска автомобиля

Подвеска автомобиля обеспечивает мягкое соединение кузова автомобиля с колесами. Ее роль в поведении автомобиля на дороге неоценима, а потому она заслуживает далеко не последнего автомобиля. Нередко перед водителями возникает вполне обоснованный вопрос: зависимая или независимая подвеска – какая лучше. Сегодня мы постараемся на него ответить, но перед этим, мы узнаем конкретно, из чего состоит подвеска, и рассмотрим каждый ее вид по отдельности.

Что входит в конструкцию подвески

Подвеска любого автомобиля представляет собой комплект деталей, которые соединяют раму или кузов с ходовой частью (колесами). В задачу любой подвески входит гашение различных колебаний, вызванных неровностями дорожного покрытия, вибраций и ударов. Кроме того, подвеска обеспечивает устойчивость автомобиля в тех или иных дорожных условиях.

В состав абсолютно любой современной подвески входит:

1. Упругие элементы. Таковыми могут быть различные рессоры, пружины и резиновые изделия, которые в силу своих свойств обладают повышенной упругостью и обеспечивают мягкую различных частей подвески.
2. Гасящие элементы. Такие устройства представлены самыми банальными амортизаторами. В их главную функцию входит гашение колебаний, которые вызваны действием упругих элементов.
3. Направляющие – это рычаги и всевозможные балки, которые соединяют колеса с кузовом и определяют возможность перемещения подвески.
4. Опорные элементы. Эти небольшие устройства предназначены для опоры колеса и принятия от них нагрузки для дальнейшего распределения на подвеску автомобиля.
5. Стабилизаторы. По-другому их еще называют стабилизаторы поперечной устойчивости. Они представлены балкой, которая соединяет два колеса для снижения вероятности накренения автомобиля.
6. Соединительные детали. Обычно представлены в виде специальных резиновых втулок, которые обеспечивают упругую связь всех деталей подвески и снижают их износ.

Работа любой подвески основывается на преобразовании энергии удара, которая возникает при наезде колеса на какую-либо неровность дорожного покрытия. Данная энергия передается на упругие элементы ходовой части автомобиля, которая, в свою очередь, находится под контролем. Амортизаторы снижают частоту колебаний, обеспечивая комфортные условия пассажиров и водителя, находящихся в автомобиле.

Что такое зависимая подвеска?

Зависимой называют такой тип подвески, в котором перемещение одного колеса влияет на перемещение заднего. Чаще всего, такой тип подвески используется на внедорожных автомобилях, где нет другой возможности подвесить мост автомобиля относительно кузова.

Если говорить об элементарной конструкции такой подвески, то она представлена мостом, который опирается на две пружины или рессоры, вставленные в кузов автомобиля. Таким образом, при наезде одного колеса на какое-либо препятствие, расстояние между аркой и колесом противоположного колеса заметно увеличивается.

Преимущества зависимой подвески:

• Несмотря на простоту конструкции, она обладает достаточно высокой прочностью и обеспечивает повышенную устойчивость автомобиля на дороге.
• При отклонениях подвески, колея и клиренс ходовой части не меняется, что является довольно весомым аргументом при эксплуатации автомобиля по бездорожью. Хотя многие водители ошибочно думают иначе.
• Большой ход подвески позволяет преодолевать довольно высокие препятствия и не допускать опрокидывание кузова автомобиля.

Недостатки:

• Жесткая связь колес, при отсутствии дифференциала. Во-первых, это влияет на качество подвески, так как она становится уже не такой мягкой, какой хотелось бы. Во-вторых, такая связка колес серьезно влияет на управляемость автомобиля и во многих случаях становится причиной заноса задней оси.
• Сложность регулировки. Из-за постоянного изменения положения двух колес одновременно, регулировка такой подвески становится достаточно трудоемкой.
• Слишком большая масса упругих элементов, а также всех остальных частей подвески.

Независимая подвеска автомобиля

Независимым называют более современный тип подвески, в котором перемещение одного колеса никак не влияет на положение второго колеса. В свою очередь, такая подвеска подразделяется на многорычажную и подвеску системы МакФерсона.

Рычаги являются основными деталями подвески, количество которых может варьироваться в зависимости от марки автомобиля и условий его эксплуатации. Рычаги обеспечивают перемещение колеса и крепятся к передней балке или лонжеронам. Различие рычажных подвесок может заключаться в их количестве или способе их перемещения, что определяется особенностями конструкции.

Подвеска типа «МакФерсон» представлена всего одним рычагом, который располагается в нижней части. Сверху он упирается в стойку, которая уходит в кузов автомобиля. Такая подвеска позволяет добиваться широких пределов регулирования развала колес, что является необходимым параметром для спортивных автомобилей.

В качестве опоры для поворотных колес применяются шаровые опоры, которые снижают нагрузки на подвеску при вхождении автомобиля в поворот на относительно ровных дорогах. Такое достижение позволяет избавиться от неприятных ощущений в повороте и увеличивает прочность подвески.

Вместе с независимостью одного колеса от другого появилась и такая черта подвески, как склонность к опрокидыванию автомобиля. Тем нее менее, этот недостаток был исключен благодаря применению стабилизатора поперечной устойчивости, представленного в виде упругой балки, которая соединяет два рычага разных подвесок подвижно, ограничивая их ход на крутых поворотах при большой скорости движения.

Преимущества независимой подвески

1. Прежде всего, снижена масса комплектующих изделий, что делает такую подвеску ниже по массе, а значит, увеличивает тяговые свойства спортивного автомобиля.
2. Неплохая управляемость на высоких скоростях. Такая подвеска не только обеспечивает благоприятные условия поездки, но и повышает безопасность автомобиля.
3. Большие возможности регулировки.

Недостатки

1. Сложность конструкции, высокая стоимость обслуживания. Данный недостаток обусловлен больших количеством деталей, вероятность повреждения которых заметно увеличивается.
2. Короткий ход подвески.

Подведем итоги

Исходя их вышесказанного, можно сделать определенные выводы относительно выбора типа подвески для автомобиля.

Если водитель желает эксплуатировать автомобиль в условиях бездорожья, то выбор должен быть в пользу именно зависимой подвески. А если же автомобиль планируется использовать для обычных дорог и на больших скоростях – то независимая подвеска будет преимуществом. 

Подвеска автомобиля. Типы подвесок | Подвеска автомобиля

Что такое подвеска?

Подвеска — это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрес­соренной и неподрессоренными массами  Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Она состоит из трех устройств:

• упругого
• направляющего
• демпфи­рующего

Упругим устройством 5 на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются дина­мические нагрузки и улучшается плавность хода.

Рис. Задняя подвеска на косых рычагах автомобилей БМВ:
1 – карданный вал ведущего моста; 2 – опорный кронштейн; 3 – полуось; 4 – стабилизатор; 5 – упругий элемент; 6 – амортизатор; 7 – рычаг направляющего устройства подвески; 8 – опорная стойка кронштейна

Направляющее устройство 7 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.

Демпфирующее устройство (амортизатор) 6 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода  иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Рис. Схема зависимой подвески колес

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях.  К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Рис. Рессоры:
а) – без подрессорника; б) – с подрессорником

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей  применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

Рис. Спиральные пружины:
а) цилиндрическая пружина; б) бочкообразная пружина

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например  в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Рис. Торсион

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Независимая подвеска

Независимая подвеска обеспечивает независимость перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. По типу направляющего устройства независимые подвески делятся на рычажные, и подвески Макферсона.

Рис. Схема независимой рычажной подвески колес

Рис. Схема независимой подвески Макферсона

Рычажная подвеска – подвеска, направляющее устройство которой представляет собой рычажный механизм. В зависимости от количества рычагов могут быть двухрычажные и однорычажные подвески, а в зависимости от плоскости качания рычагов – поперечно-рычажные, диагонально-рычажные и продольно-рычажные.

Подвеска Макферсона, основным элементом которой служит амортизаторная стойка, является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет только снизу один или два поперечных рычага.

Снизу амортизаторная стойка крепится к поворотному кулаку, а сверху – к кузову автомобиля.

При повороте управляемых колес амортизаторная стойка поворачивается вместе с закрепленной на ней пружиной, что требует применения в верхней опоре подшипника качения или скольжения с низким значением трения. Винтовые пружины, расположенные вокруг амортизаторной стойки, обычно устанавливаются под некоторым углом к ее оси. Такой способ установки обеспечивает снижение величины «пороговой жесткости» подвески, когда сначала при небольших вертикальных усилиях со стороны колеса не происходит сжатия пружины  а затем она сжимается довольно резко. Это позволяет устранить неприятные ощущения при движении по относительно ровным дорогам. Подвеска Макферсона обеспечивает незначительное, по сравнению с подвеской на двойных рычагах, изменение развала колес при их вертикальном перемещении.

К основным преимуществам подвески Макферсона следует отнести то, что она занимает небольшой объем и создает удобства при поперечном размещении силового агрегата, что обусловило ее широкое применение.

Рычаги направляющего устройства подвески соединяются с колесом и кузовом с помощью шаровых шарниров и втулок. Шарниры могут быть на­правляющими и несущими. Например, в независимой подвеске на поперечных рычагах на нижний рычаг опирается упругий элемент. Шаровой шарнир такого рычага воспринимает силы, действующие в различных направлениях,  следовательно, шарнир должен быть несущим. Шарнир на верхних рычагах не воспринимает вертикальные силы, а передает в основном поперечные. В этом случае применяется направляющий шарнир. На рисунке показаны несущие шаровые шарниры и направляющий шарнир, применяющиеся на автомобилях.

Рис. Несущие и направляющие шаровые шарниры направляющего устройства подвески:
а – прямой несущий шарнир с цельным пластмассовым вкладышем; б – несущий шарнир с дополнительной шумоизоляцией; в – направляющий шарнир с поджатием нижней половины вкладыша к сферической головке

Следует отметить, что аналогичные шарниры применяются и на рулевых тя­гах. Шарниры имеют цилиндрический или конусный направляющий хвостовик, шаровая головка охватывается пластмассовым (из ацетильной смолы) вкладышем, защитный чехол заполняется специальной смазкой. Такие шарниры (фирмы-изготовители «Эренрайх», «Лемфёрдер Метальварен») обладают хорошей герметичнос­тью от попадания грязи и практически не требуют обслуживания. Обращает на себя внимание несущий шарнир, имеющий дополнитель­ную шумоизоляцию в виде упругих резиновых вкладышей, используемый фирмой «Даймлер-Бенц» для изоляции шумов от качения радиальных шин.

Опорные узлы направляющего устройства подвески должны иметь небольшое трение, быть достаточно жесткими и обладать шумопоглощающими свойствами. Для обеспечения этих требований в конструкцию опорных элементов вводятся резиновые или пласт­массовые вкладыши. В качестве материалов вкладышей применяют такие, которые не требуют обслуживания в процессе эксплуатации, например, полиуретан, полиамид, тефлон и др. Использование резиновых вкладышей во втулках обеспечивает хорошую шу­моизоляцию, эластичность при кручении и упругое смещение под нагрузкой. Наибольшее распространение в опорных элементах получили сайлент-блоки, состоящие из резиновой цилиндрической втулки, запрессованной с большим обжатием между наружной и внутренней металлическими втулками. Эти втулки допускают углы закручива­ния ±15° и перекос до 8°. Втулка применяется на автомобиле БМВ, изготовлена методом вулканизации резины между двумя стальными втулками, обладает хорошими шумопоглощающими свойствами и достаточной жесткостью. Втулка нашла широкое применение в поперечных тягах и амортизаторах.

Рис. Опорные втулки элементов подвески:
а – сайлент-блок; б – сайлент-блок качающейся опоры автомобиля БМВ; в – шарнирная втулка, применяемая в тягах Панара и амортизаторах

На поперечных рычагах автомобилей «Даймлер-Бенц» и «Фольксваген» устанавливают так называемые скользящие опоры, в которых промежуточная втулка может скользить по внутренней, обеспечивая малую жесткость при кручении (деформация не превышает 0,5 мм при боковой силе 5 кН). Опору смазывают, а подвижную часть герметизируют торцевыми уплотнениями.

При повороте автомобиля его кузов наклоняется на определенный угол, называемый углом крена. В подвесках легковых автомобилей  автобусов и некоторых грузовых автомобилей применяется дополни­тельное устройство – стабилизатор поперечной устойчивости. Он способствует уменьшению бокового крена и поперечных угловых колебаний кузова автомобиля и перераспределяет вес по колесам автомобиля.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля представляет собой упругую штангу из пружинной стали в виде растянутой буквы П, прямые, ду­гообразные и т.п. Штанга закреплена шарнирно в средней части на кузове или подрамнике, а своими концами соединяется с подвижными элементами подвески. Упругие свойства стабилизатора проявляются при его закручивании, как у торсиона. Если при движении автомобиля левое и правое колесо перемещаются одновременно и на одинаковое расстояние, стабилизатор практически не оказывает влияния на жесткость основных упругих элементов подвески. При повороте автомобиля стабилизатор закручивается и изменяет жесткость, уменьшая тем самым величину крена автомобиля. Большинство современных легковых автомобилей оборудуются как минимум передним стабилизатором поперечной устойчивости.

Стабилизатор может устанавливаться как в передней, так и в задней части автомобиля на резиновых втулках для обеспечения упругой деформации в опорах. Как правило, стабилизаторы изготавливают из пружинной стали.

Рис. Стабилизатор поперечной устойчивости

Зависимая подвеска на легковых автомобилях устанавливается на задних колесах. Отличительной особенностью конструкции применяющихся зависимых подвесок является наличие упругих элементов, передающих вер­тикальные нагрузки и не имеющих трения, жестких тяг и рычагов, вос­принимающих поперечные (боковые) нагрузки и обеспечивающих колесу и кузову определенную кинематику.

Характерной конструкцией задней зависимой подвески заднеприводного автомобиля (классическая компонов­ка) является подвеска автомобиля ВАЗ.

Рис. Подвеска задних колес:
1 – распорная втулка шарнира; 2 – резиновая втулка; 3, 17 – нижняя и верхняя продольные штанги; 4 – нижняя изо­лирующая прокладка пружины; 5 – нижняя опорная чашка пружины; 6 – буфер хода сжатия; 7, 8 – болт и кронштейн крепления верхней продольной штанги; 9 – пружина подвески; 10, 11 – верхние чашки и изолирующая прокладка пружины; 12 – опорная чашка пружины; 13 – тяга рычага привода регулятора давления; 14, 15 – резиновая втулка и кронштейн крепления амортизатора; 16 – дополнительный буфер хода сжатия; 18 – кронштейн крепления нижней продольной штанги; 19 – кронштейн крепления поперечной штанги к кузову; 20 – регулятор давления; 21 – амортизатор; 22 – поперечная штанга; 23 – рычаг привода регулятора давления; 24 – обойма опорной втулки; 25 – опорная втулка; 26 – шайбы; 27 – дистанционная втулка

В подвеску установлены под углом к вертикальной оси автомобиля два амортизатора. Такое расположение амортизаторов обеспечивает дополнительно к гашению вертикальных колебаний повышение поперечной устойчивости кузова. Аналогичная установка амортизаторов принята в подвесках автомобилей «Фольксваген», «Опель», «Форд», «Фиат» и др.

На автомобилях «Ауди», «Мицубиси», «Тойота» и др. применяется подвеска задних ведомых колес с двумя продольными рычагами  работающими на изгиб. Через широко разнесенные рычаги, жестко связанные с поперечной балкой  передаются тяговый и тормозной моменты, а за счет восприятия изгибающего момента рычагами и скру­чивающих нагрузок поперечной балкой уменьшается продольный и поперечный крены кузова.

Рис. Задняя подвеска переднеприводного автомобиля «Мицубиси Галант» со скручиваемой поперечной балкой:
1 – продольный рычаг; 2 – несущая балка подвески; 3 – резиновая втулка; 4 – стабилизатор; 5 – поперечная тяга; 6 – амортизатор с пружиной; Б – опора стабилизатора; В – резиновая втулка крепления рычага к кузову

Широкое распространение на легковых автомобилях получила конструкция подвески (в ряде случаев ее называют полузависимой) со связанными продольными рычагами. Про­стейшим вариантом такой конструкции может служить подвеска задних колес переднеприводных автомобилей ВАЗ ЗАЗ-1102, «Рено», «Фольк­сваген Поло», «Сирокко», «Пассат», «Гольф», «Аскона» и др.

Рис. Задняя подвеска переднеприводных автомобилей ВАЗ

Балка задней подвески состоит из двух продольных рычагов 15 и соединителя 14, которые сварены между собой через усилители. В задней части к рычагам подвески приваре­ны кронштейны 16 с проушинами для крепления амортизаторов, а также фланцы 2, к которым крепятся болтами  оси задних колес. Спереди рычаги подвески имеют приварные втулки 3, в которые запрессованы резинометаллические шарниры 4. Через шарнир проходит болт, соединяющий рычаг подвески со штампованно-сварным кронштейном 5, который крепится к лонжерону кузова приварными болтами  Пружина 12 подвески опирается одним концом на чашку амортизатора 1, а другим через изолирующую прокладку 13 в опору, приваренную к внутренней арке (брызговику) кузова. На шток амортизатора задней подвески устанавливается буфер 7 хода сжатия  закрываемый крышкой 8 с кожухом 6, и детали крепления амортизатора — распорная втулка 11, подушки 10 и опорная шайба 9.

Такая подвеска в переднеприводных автомобилях обеспечивает легкость компоновки всех элементов подвески, небольшое количество деталей в подвеске, отсутствие направляющих рычагов и штанг, оптимальное передаточное отношение от кузова к упругому устройству подвески  исключение стабилизатора, высокую стабилизацию схода и колеи при разных ходах подвески, благопри­ятное расположение центров крена, уменьшающих возможность перераспределения массы кузова при торможении.

Подвеска с виртуальной осью поворота колеса

Такая подвеска применяется на легковых автомобилях Фольксваген Фаэтон. При подвеске переднего колеса на четырех рычагах ось его поворота проходит не через верхний и нижний шарниры поворотной стойки, как это имеет место у известных конструкций подвески, а через точки пересечения продленных осей верхних и нижних рычагов.

Рис. Подвеска с виртуальной осью поворота колеса:
1…4 — направления продольных осей рычагов; R — центр колеса; A — центр опорной поверхности колеса; n — вынос оси поворота по отношению к центру опорной поверхности; nv — вынос оси поворота по отношению к центру колеса; p — плечо обката; a — плечо действия возмущающих сил; AS — точка пересечения оси поворота колеса с плоскостью дороги

Таким образом ось поворота колеса расположена как бы в свободном пространстве и меняет свое местоположение при повороте колеса. Поэтому такую ось поворота колеса называют виртуальной. Данная конструкция позволяет существенно приблизить ось поворота колеса к его средней плоскости. Это положительно сказывается на величинах плеча обката и плеча действия возмущающих сил, благодаря чему улучшаются характеристики управляемости и устойчивости автомобиля.

Список видов подвесок легковых автомобилей

В настоящей статье рассмотрены лишь основные виды подвесок автомобилей, в то время как их видов и подвидов на самом деле существует намного больше и, к тому же инженерами постоянно разрабатываются новые модели и дорабатываются старые. Для удобства приведем список наиболее распространенных. В последующем каждая из подвесок будет рассмотрена подробней.

• Зависимые подвески
  • На поперечной рессоре
  • На продольных рессорах
  • С направляющими рычагами
  • С упорной трубой или дышлом
  • «Де Дион»
  • Торсионно-рычажная (со связанными или с сопряжёнными рычагами)
• Независимые подвески
  • С качающимися полуосями
  • На продольных рычагах
    • Пружинная
    • Торсионная
    • Гидропневматическая
  • Подвеска «Дюбонне»
  • На двойных продольных рычагах
  • На косых рычагах
  • На двойных поперечных рычагах
    • Пружинная
    • Торсионная
    • Рессорная
    • На резиновых упругих элементах
    • Гидропневматическая и пневматическая
    • Многорычажные подвески
  • Свечная подвеска
  • Подвеска «Макферсон» (качающаяся свеча)
  • На продольных и поперечных рычагах

• Активные подвески
• Пневматические подвески

Видео: Электромагнитная подвеска

Зависимая подвеска, устройство и виды, недостатки и преимущества

Зависимая подвеска обычно используется на задней оси автомобиля. Однако на многих моделях настоящих внедорожников она применена в качестве подвески спереди. Жаль только, что с каждым годом таких полноценных внедорожников становится все меньше и меньше. Такой тип подвесок являлся основным в первой половине 20 века, до 1930-х годов. Комплектация зависимой подвески включала еще рессоры или спиральные пружины. Проблемами, сопровождающими установку этих подвесок, являются:

• большая масса неподрессоренных элементов, особенно для осей, на которых расположены ведущие колеса,
• а также невозможность обеспечить оптимальность углов установки колес.

Этот тип подвески – самый старый, его история начинается еще от гужевых повозок и телег. Основным принципом ее работы является жесткая связь колес между собой единой балкой, которую еще называют мост.
Мост обычно закрепляется либо на рессорах, либо на направляющих рычагах и пружинах (такие конструкции встречаются чаще всего). В первом случае конструкция обладает высокой надежностью, но не комфортностью и управляемостью, а во втором – управляемость и комфорт на высшем уровне, лишь надежность немного ниже.
Применяют ее в тех случаях, когда необходимо прежде всего крепкое и исключительно надежное соединение. А крепче трубы из стали, внутри которой можно расположить, к примеру, приводные полуоси, трудно представить что-то еще.

Современные легковушки практически не имеют таких конструкций (конечно, есть исключения, яркий пример — Ford Mustang). В основном зависимой подвеской пользуются внедорожники (Land Rover Defender, Jeep Wrangler, Mercedes Benz G-Class, Mazda BT-50, Ford Ranger и другие). Однако всеобщая тенденция к переходу все-таки на независимые конструкции очевидна, потому что скорость и хорошая управляемость сегодня более востребованы, чем повышенная надежность конструкции.

Итак, преимущества зависимой подвески:

• великолепная устойчивость и прочность,
• простейшая конструкция,
• неизменность колеи и клиренса, что на бездорожье является положительным фактором, вопреки расхожему мнению,
• а также большие хода, что позволяет беспроблемно преодолевать препятствия.

Основной недостаток – жесткая связка колес, из-за чего они все время движутся вместе, по схожей траектории, в том числе при прохождении препятствий. Это в совокупности с неизбежно высокой массой моста очень серьезно сказывается на управляемости и стабильности движения автомобиля.

Подвеска на поперечной рессоре

Данный тип подвески, довольно простой и недорогой, имел широкое применение на протяжении нескольких десятилетий после появления первых автомобилей. По мере того, как прогресс шагал вперед, росли скорости движения, эти подвески практически из употребления исчезли.
Такая подвеска имела в своем строении неразрезную балку моста и поперечную рессору, расположенную над ним, и имеющую форму полуэллипса. В подвеске моста, выполняющего ведущие функции, появлялась необходимость расположения его довольно габаритного редуктора, поэтому рессора была выполнена в виде буквы Л. А для того, чтобы она была более податливой, применялись реактивные продольные тяги.
Подвесками данного типа оснащались такие автомобили, как Ford A и Ford T, а также ГАЗ-А. На моделях Ford они использовались по 1948 год. Что же касается автомобилей ГАЗ, то инженеры автозавода уже на модели ГАЗ-М-1 (а она создавалась на основе Ford B), перестали применять подвеску, полностью переоснастив ее, обеспечив продольными рессорами. В данном случае объяснением такого решения служит то обстоятельство, что подвеска на поперечной рессоре, как показал опыт эксплуатации ГАЗ-А, оказалась не приспособлена к отечественным дорожным условиям.

Подвеска с продольными рессорами

Этот тип подвески можно с уверенностью причислить к самым древним. Здесь балка моста подвешивается на две продольно расположенные рессоры. При этом мост может выполнять ведущие функции, и наоборот. В легковых автомобилях обычно он располагается над рессорой, а в грузовиках, кроссоверах и автобусах – под ней. Мост к рессоре крепится обычно с помощью хомутов из металла по ее центру или чаще с незначительным смещением вперед.
Классическая рессора выглядит как совокупность листов металла, скрепленных хомутами. Тот лист, где расположены ушки крепления, называют коренным, он обычно самый толстый.
В последнее время идет тенденция перехода к рессорам, состоящим из как можно меньшего количества листов, есть даже однолистовые рессоры. При этом и листы могут изготавливаться не из металла, а заменяющего его углепластика и других неметаллических композитов.

Подвеска с направляющими рычагами

Такие подвески имеют множество различных схем, отличающихся друг от друга количеством рычагов и их размещением. Довольно часто встречается зависимая подвеска с пятью рычагами и тягой Панара. Основное ее преимущество в том, что рычаги четко, стабильно и с высокой жесткостью задают направление движения ведущего моста – продольное, вертикальное и боковое. Подвески с меньшим количеством рычагов являются более примитивными.
Например, если рычагов в такой подвеске всего два, то при ее работе у них идет перекос. Появляется необходимость или делать рычаги более податливыми, или в соединении рычагов с балкой использовать особые шарниры, или добиваться податливости на кручение от самой балки. Как пример для первого случая – использование упругих пластинчатых рычагов в пружинной задней подвеске, как в начале 60-х годов было осуществлено на некоторых моделях Fiat, а также английских спорткарах. Что касается последнего случая – податливости балки добились созданием торсионно-рычажной подвески, имеющей сопряженные рычаги, которая до сих пор достаточно широко используется на автомобилях с передним приводом. Упругими элементами служат витые пружины или пневмобаллоны (особенно в автобусах и грузовых автомобилях).

Подвеска Де Дион

Была разработана в 1896 году фирмой Де Дион Бутон и представляла собой конструкцию, где корпус дифференциала отделен от оси. В подвеске Де Дион днище кузова автомобиля воспринимало крутящий момент, а ведущие колеса находились на жесткой оси. Таким образом, конструкция позволяла значительно снизить массу неамортизируемых деталей. Наиболее широко данную подвеску применяли в компании Alfa Romeo. Конечно, такая конструкция способна функционировать лишь на задней ведущей оси.
Вообще, подвеска Де Дион является промежуточным типом подвесок между зависимыми и независимыми. Только ведущий мост может быть оснащен данной подвеской, потому что изначально она разрабатывалась в качестве альтернативы ведущему мосту, и само собой подразумевалось, что на оси находятся ведущие колеса.
Соединение колес в подвеске Де Дион осуществлено легкой неразрезной подрессоренной балкой, редуктор основной передачи жестко прикреплен к кузову или раме, а вращение на колеса он передает через полуоси, на которых расположено по два шарнира. В итоге неподрессоренные массы сведены к минимуму, даже если сравнить эту подвеску с разными видами независимых вариантов. Иногда с целью усиления такого эффекта даже тормозные устройства переставляют ближе к дифференциалу, в результате чего неподрессоренными остаются лишь колеса и их ступицы.
Когда такая подвеска работает, длина полуосей изменяется. Это вынуждает конструировать их с шарнирами, имеющими равные угловые скорости и подвижность в продольном направлении (как на авто с передним приводом). В модели Rover 3500 были применены обычные карданные шарниры, поэтому для того, чтобы компенсировать это, балка была выполнена со скользящим шарниром специфической конструкции, который позволял увеличивать или сокращать свою ширину на определенную величину при отбое или сжатии подвески.
Таким образом, подвеску Де Дион можно считать одним из самых технически совершенных типов подвесок. Она по параметрам кинематики способна превзойти многие типы независимых конструкций. Уступить самым лучшим их представителям она могла бы, пожалуй, только на дороге с неровностями, да и то не по всем показателям. При этом, конечно, и стоимость ее превышает цены на многие типы независимых подвесок. Этим объясняется ее не слишком частое использование и преимущественно в спортивных автомобилях. К примеру, подвеску Де Дион содержали многие автомобили марки Alfa Romeo. Что касается недавних новичков, то обладателем такой подвески стал Smart.