Полунезависимая пружинная: Полунезависимая подвеска — что это такое? – 403 — Доступ запрещён
Полунезависимая подвеска — что это такое?
В современном транспортном средстве насчитывается множество узлов и механизмов, от исправности которых, напрямую зависит функциональное состояние и рабочие возможности любого автомобиля. Одним из важнейших из них является подвеска, выполняющая много различных функций. Так, именно этот элемент влияет на плавность хода машины, ее устойчивость и управляемость.
Кроме того, благодаря подвеске, кузов и колеса транспортного средства связываются воедино. Конструкция данного узла, предусматривает наличие трех основных составляющих: гасящего, упругого и направляющего элементов. Как правило, роль первого выполняют амортизаторы; упругие детали, представленные в виде рессор, пружин, резины, торсиона и пневматика. Они играют роль буфера между кузовом и подвеской, сглаживая все неровности и толчки, встречающиеся при передвижении автомобиля по ухабам. Направляющее устройство – это, зачастую, рычаги подвески, которые не только соединяют кузов автомобиля с колесами, но и определяют кинематику, то есть траекторию перемещения колеса, а значит и управляемость машины на дороге.
Принимая во внимание вид направляющего элемента, специалисты выделяют два основных типа подвесок – зависимые и независимые конструкции. В первом варианте колеса, расположенные на одной оси, и жестко соединены между собой посредством балки или моста, а во втором – способны двигаться отдельно друг от друга. Однако, названные виды, не единственные возможные конструкции описанного узла. С развитием технологий, широкое распространение получили промежуточные их варианты, такие как, например, полузависимая и полунезависимая подвески.
1. Принцип работы полунезависимой подвески
Как мы только что заметили, полунезависимая подвеска состоит из двух продольных рычагов, которые соединяются между собой с помощью поперечной балки, то есть вся конструкция имеет вид буквы «П». Продольные рычаги располагаются с обеих сторон автомобиля (по одному с каждой) и одним концом крепятся к кузову (или раме транспортного средства), а вторым к ступице колеса. Поскольку балка способна хорошо сопротивляться изгибу и легко скручиваться, то и принцип работы всей конструкции, основывается на форме упругого элемента. Благодаря этому, колеса получили возможность движения в вертикальной плоскости, вне зависимости друг от друга.
Когда автомобиль находиться в движении, на конструкцию подвески действуют силы скручивания, возникающие при разгоне или торможении, а поперечина (балка) стремиться вернуть колеса на место. Иногда, на вал (балку) устанавливается дополнительный электромотор и у водителя появляется возможность изменения жесткости подвески в ручном режиме. Сила скручивания появляется на оси и уже оттуда передается на подвеску. Данное явление компенсируется посредством усиления задней части подвески и ее упругих элементов. Такой рабочий принцип можно назвать аналогичным принципу работы подрессоренной и пружинной подвески.
Полунезависимая подвеска – это промежуточное звено между зависимыми и независимыми подвесками, из-за чего она и получила такое название. Свое применение, конструкция такого рода, нашла на многих автомобилях, начиная от «А» класса и заканчивая транспортными средствами, принадлежащими к «С» классу.
Среди отечественных автомобилей, описанный вид подвески устанавливается на машинах марки ВАЗ от 2108 до 2115, а среди иномарок яркими представителями является Renault, некоторые модели HОNDA и многие другие. Особенностью полунезависимой подвески есть то, что она может использоваться только на заднем, не ведущем мосту переднее приводных автомобилей, однако, устанавливается практически на всех таких транспортных средствах.
2. Плюсы и минусы полунезависимой подвески
Особенности конструкции, которые и определяют тип задней подвески, предусматривают наличие не только преимуществ ее использования, но и некоторых недостатков. Понятное дело, что как и в любого другого автомобильного узла, в полунезависимой подвески есть свои характерные плюсы и минусы.
Среди основных положительных моментов применения конструкции такого рода, стоит отметить сравнительную легкость монтажа, высокий уровень жесткости в поперечном направлении, возможность изменения характеристик подвески при помощи геометрии поперечного сечения «П»-образной баки, компактные размеры и небольшой вес, что способствует уменьшению «неподрессоренных масс», но самым важным и существенным достоинством полунезависимой подвески, есть оптимальная кинематика колес.
Кроме того, положительным моментом, но на этот раз уже для разработчиков механизма, есть малые затраты на изготовление полунезависимой подвески и упрощение процесса сборки автомобиля на заводе-производителе: вся конструкция такого вида (включая поперечину, рычаги и стойки), обычно, собирается на отдельном конвейере и устанавливается в один прием.
Ключевыми недостатками, многие специалисты называют возможность установки только на заднем, не ведущем мосту и наличие отдельных требований к геометрии днища кузова. В общем – это самый простой вариант конструкции подвески, подходящий для обычных автомобилей.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
независимая подвеска или полунезависимая? 🚩 задняя независимая подвеска на ваз 🚩 Авто 🚩 Другое
Подвеска современного авто — сложная конструкция, подразумевающая наличие элементов механики, пневматики, гидравлики и даже электроники. Удачное сочетание нескольких систем позволяет комфортно управлять машиной, не ощущать неровностей дороги. Еще одна задача подвески – связывание в единое целое кузова авто и его колес. На заре автомобильного машиностроения была известна только зависимая подвеска. Позже разработали более удачную независимую, полунезависимую систему. Обе они имеют свои плюсы, минусы.Здесь оба колеса никак не связаны промеж собой либо их влияние друг на друга незначительно. Один из наиболее ярких «представителей» подобной системы – рычажная передняя подвеска «Жигулей» (классика). Колесо подвешивается на паре рычагов, наружные концы которых связаны с колесом посредством шарниров, а внутренние прикреплены к кузову авто. Подобная система обладает хорошей кинематикой колеса. К минусам относится малый ход подвески, трудности при монтаже на переднеприводные машины.
Еще один вариант независимой подвески предложили инженеры из Mersedes. В конструкцию входит 5 трубчатых рычагов; 2 из них поддерживают колесо, а 3 придают нужное положение в пространстве. Подобная многорычажная система имеет хорошие преимущества по кинематике, — авто комфортно управлять на любой скорости. Подвеска стоит довольно дорого, поэтому устанавливается в основном на авто представительской категории.
Но «бестселлером» в семействе независимых подвесок справедливо считается система МакФерсона. Здесь нижние рычаги также крепятся к кузову, а вот передние по сути превратились в опоры для пружин и стойки. С точки зрения потребителей, эта конструкция, по сравнению с «жигулевской», не является более комфортной. Плюс – в меньшем количестве деталей, что важно для производителей. Подвеска МакФерсона монтируется в переднеприводных машинах. Изначально такая система была рассчитана на «небольшие авто и хорошие дороги». Поэтому езда с такой подвеской по разбитой дорожной поверхности ведет к разрушению и подвески и кузова.
Занимает промежуточное место между независимой, зависимой системами. Конструктивно представляет собой пару продольных рычагов, скрепленных поперечиной. Использование подвески этого типа возможно лишь сзади, — она устанавливается практически на все переднеприводные автомобили. Среди российских авто – это модели ВАЗ2108-ВАЗ2115. Плюс подобной подвески – хорошая кинематика, малая масса, простота конструкции. Минус – ограничение по возможности установки, — только не ведущий задний мост.
В результате можно сделать вывод об использовании полунезависимой и независимой подвесок. Первый вариант идеален для заднего моста автомобилей с передним приводом. Второй тип подвески нужно выбирать в соответствии с условиями эксплуатации; если это хорошие дороги, то подойдет «МакФерсон», если предполагается езда по кочкам, то лучше выбрать подвеску с поперечными рычагами. Если же средств достаточно, а поездки будут совершаться по качественному дорожному покрытию, то можно выбрать многорычажную систему.
в чем суть устройства и основные различия
Подвеска автомобиля является важнейшей системой машины, наряду с двигателем и прочим. Однако обычно ей уделяется мало внимания. А потом, после того как машина была приобретена по, как кажется, основным признакам (объём двигателя, удобство салона) встает куча вопросов: мол, почем на плохих дорогах трясет как в телеге? А это потому что подвеске не было уделено должное внимание. Подвеска обеспечивает должный комфорт и безопасность при управлении машиной.
Зависимая подвескаУстанавливаемые на современные машины подвески можно разделить на такие:
- Независимая подвеска.
- Зависимая подвеска.
- Полунезависимая подвеска.
Далее разберемся в устройстве каждого вида более конкретно.
Зависимая подвеска
Зависимая подвеска — это самый исторически древний тип подвески: он применялся еще в древние времена на первых колесницах и каретах. Говоря попросту он представляет собой просто жесткое соединение колес между собой. Сегодня на машинах устанавливается зависимая подвеска двух типов: на продольных рессорах и на направляющих рычагах. Принцип рессорной конструкции заключается в том, что балка моста машины подвешена к кузову или раме на двух продольных рессорах. Непосредственна рессора выглядит как набор из специальных металлических пластин. Соединение рессор с кузовом выполняет стремянка (это специальный хомут). Рессоры расположены вдоль кузова для того, чтобы направлять и распределять силы, действующий на мост в трех направлениях: в продольном, вертикальном и боковом.
В итоге зависимая подвеска исполняет функции демпфирующего и направляющего элемента, в противовес пружинам, что работают лишь на упругость.
Сзема зависимой подвескиЗависимая подвеска на основе рычагов выглядит как конструкция из рычагов, расположенных продольно и поперечно. Одна сторона крепится на балке моста, в то время как другая крепится на кузов или раму автомобиля. Рычаги выполняют в подвеске те же функции, что и рессоры. Чаще всего сегодня на машинах ставится 4 продольных и 1 поперечный рычаг, это так называемая зависимая подвеска на 5 рычагах. Поперечный рычаг выполняет функцию удержания оси автомобиля при смещении слишком далеко вдоль.
Существуют также более современные составные рычаги, они выглядят как два горизонтальных рычага которые крепятся к третьему вертикальному, который, в свою очередь, крепится уже к балке.
Огромное преимущество зависимой подвески — это высокая прочность и стойкость к повреждениям. Также стоит отметить и конструкционную простоту этого типа подвески, то есть и обслуживание будет недорогим. Минусами можно считать наличие определенной неподрессоренной массы в любом автомобиле с зависимой подвеской. Кроме того, такие машины немного хуже управляются и обладает меньшей устойчивостью по курсу движения. Ну и, конечно же, на плохих дорогах такую машину больше трясет.
В общем, зависимая подвеска идеальна для внедорожника. Однако придется смириться, что ездить по городу и маневрировать будет уже не так просто. Зато в условиях бездорожья даже сильно повреждённая машина не потеряет возможности передвигаться. Даже согнутый мост не остановит движение машины.
Далее в нашем обзоре следует независимая подвеска.
Независимая подвеска
Схема независимой подвескиСначала следует разобраться, что из себя представляет независимая подвеска. Говоря проще — это такая система, в которой колеса одной оси не связаны никакой жесткой связью между собой. Когда одно колесо меняет свое положение другое, соответственно, может и не изменять своего положение. Но развал колес и размер колеи может меняться при сжатии и отбое. Независимая подвеска может быть на косых и на продольных рычагах. Независимая подвеска применяется на различных автомобилях. Когда подвеска на продольных рычагах это когда каждое колеса одной оси закрепляется на рычаге, который закреплён подвижно на раме или кузове.
Минусом такой системы можно считать то, что сильно изменяется колесная база, но при этом колея остается неизменной. Когда машина поворачивает крен кузова может более ощутим, чем при любой другой системе.
Рычаги воспринимают очень большие усилия сил кручения и изгиба, поэтому делать их приходится очень массивными и прочными. Еще один минус — это очень маленький клиренс, что на наших дорогах не очень приветствуется.
Подвеска на косых рычагах отличается не сильно. Раньше ее называли «независимая подвеска заднего моста». Соответственно и применялась она, когда задний мост всегда был ведущим. Разница с предыдущим вариантом состоит в том, что на каждой оси есть по одному шарниру. Первый вариант такой подвески: ось непосредственно рычага проходит через центр шарниров полуосей, то есть рычаг располагается к поперечной оси под углом в 45 градусов. Из-за этого такая подвеска состоит дешевле, но развал и схождение изменяется, так что с этим придется по мучатся.
Второй вариант: ранее широко применялся и они пришли на замену старым обычным зависимым типам подвесок. Демпфирующими элементами служили торсионные валы и разные витые пружины. С началом распространения переднеприводных автомобилей такая торсионная подвеска стала изживать себя, так как практически не имела эффекта на переднем мосту.
Полунезависимая подвеска
Полунезависимая подвеска, как, в принципе, можно понять из названия, располагается между зависимой и независимой. Конструкция выглядит как два продольных рычага, что скреплены поперечной балкой. Ввиду своих конструктивных особенностей такая подвеска возможна лишь на заднем мосту переднеприводного автомобиля.
Среди отечественных машин такая подвеска устанавливается на машины ВАЗ 2108 – ВАЗ 2115.
Плюсами можно посчитать небольшую массу и относительную простоту конструкции, минусы же — это возможность установки лишь на задний мост, который обязательно обязан быть не ведущим. Делая выводы по данной статье можно сказать, что тип подвески зависит от того в каких условиях будет применяться автомобиль и насколько будет состоятельным его хозяин, чтобы обслуживать его.
Полунезависимая подвеска что это такое
Для комфортной езды по неровным дорогам необходима упругая связь между колесами и кузовом автомобиля. Одним из способов обеспечения такой связи является применение торсионной подвески. Её активно используют в автомобилестроении благодаря компактности, простоте конструкции и высокой надежности.
Торсионная подвеска – что это такое?
Торсион представляет собой вал, изготовленный из специальной пружинящей стали, обработанной термически. К сплаву предъявляются весьма жесткие требования. Он должен выдерживать продолжительные нагрузки, не теряя при этом свои первоначальные свойства. От этого зависит надежность и долговечность подвески в целом. Для уменьшения негативного воздействия внешней среды торсион покрывают антикоррозийным составом и краской. Наиболее защищены от появления ржавчины валы, которые покрыты прорезиненным составом.
Во время преодоления автомобилем неровностей торсионы работают на скручивание в одном направлении. В зависимости от конструктивных особенностей они бывают:
- круглые;
- квадратные;
- прямоугольные;
- набранные из нескольких слоев металла.
Концы торсиона жестко крепятся к:
- несущему рычагу;
- кузову или раме автомобиля (в зависимости от конструкции).
Фиксация происходит посредством шлицев. Крепление к кузову может быть реализовано при помощи профиля, отличного от круглого. Для нормальной работы подвески ось вращения рычага и ось торсиона должны лежать на одной линии.
Сопротивление скручиванию рассчитывается таким образом, чтобы торсион удерживал вес автомобиля, но при этом позволял двигаться рычагу, обеспечивая упругое соединение колес с кузовом. На жесткость подвески влияют форма, упругость сплава, длина и прочие рабочие характеристики торсиона.
Устройство и принцип работы
На рисунке ниже изображена торсионная подвеска, принцип работы которой заключается в защите кузова автомобиля от чрезмерных нагрузок, передаваемых от колес, путем их гашения пружинящим валом. В процессе преодоления автомобилем неровности дорожного покрытия торсион скручивается, обеспечивая максимальную плавность хода. По завершении переезда через помеху торсион возвращается в исходное положение.
Нагрузка равномерно распределяется по всему механизму. По принципу действия это похоже на пружину — но при этом торсион демонстрирует лучшую эффективность.
Устройство торсионной подвески предполагает постоянное наличие напряжения скручивания на упругом валу во время действия сил поднятия-опускания на колесо. Поэтому отсутствие деформационных изменений в торсионе является главным требованием к изделию.
Виды подвесок
Есть 2 варианта расположения торсионов:
Поперечное расположение торсионного вала нашло свое применение в легковом транспорте. Обычно данного вида подвеска используется в автомобилях с задним приводом. Ее особенностью является размещение валов вдоль кузова машины.
Продольные торсионы применяются на больших, тяжелых грузовиках. Были попытки использовать их и на легковом транспорте, но широкого распространения эта практика не получила.
На данный момент в автомобилестроении используются подвески 3-х основных конструкций:
- Передняя независимая с использованием поперечных валов.
- Задняя независимая с поперечными торсионами.
- Полузависимая задняя.
Передняя независимая
Передняя независимая торсионная подвеска включает в себя следующие элементы:
- Продольно расположенный торсион. Обеспечивает высокую плавность хода.
- Рычаг. Передает усилие и вызывает скручивание торсиона.
- Амортизатор. Служит для гашения колебаний, возникающих в ходовой части автомобиля.
- Стабилизатор поперечной устойчивости. Минимизирует крен кузова машины во время движения. Улучшает управляемость автомобиля.
Передняя независимая торсионная подвеска применяется на тяжелых внедорожниках. За счет этого освобождается место для мощного привода колес.
Задняя независимая
Поперечные торсионы задней подвески устанавливаются в паре с продольными рычагами. Пример конструкции приведен на изображении ниже.
Интересным примером автомобиля с поперечными торсионными валами и продольными рычагами является Renault 16. Машина имеет различную колесную базу справа и слева. Расстояние между передним и задним колесами справа и слева отличается на несколько сантиметров. Причиной такого инженерного решения является последовательное расположение валов один за другим. Это слегка ухудшило управляемость автомобиля, но позволило увеличить багажное отделение.
Полузависимая задняя
В основе подвески данного типа лежит торсионная балка, которая имеет U-образную форму. Продольные рычаги располагаются по одному с каждой стороны. Балка соединяет их между собой. Рычаги крепятся одной стороной к кузову, а второй к ступице колеса.
Балка хорошо сопротивляется изгибу. При этом ее форма абсолютно не мешает ей скручиваться. Колеса могут немного перемещаться в вертикальной плоскости относительно друг друга. Расположение торсионной балки можно посмотреть на рисунке ниже.
Полунезависимая подвеска используется в бюджетных машинах с передним приводом. Обусловлено это простотой конструкции и низкой ценой таких машин.
Плюсы и минусы применения торсионов
Торсионная подвеска имеет свои достоинства и недостатки. Преимуществами торсионной подвески являются:
- плавность хода авто;
- возможность регулировки высоты, благодаря чему легко изменить дорожный просвет;
- компактность и простота;
- хорошая ремонтопригодность;
- меньшая нагрузка на подшипники колес;
- надежность.
Недостатки торсионной подвески таковы:
- большая зависимость жесткости подвески от качества торсионов;
- сложность изготовления упругих валов;
- управлять автомобилем сложно – повороты осуществлять слишком просто.
Заключение
Торсионная подвеска активно применяется в тяжелой технике, внедорожниках, а также в автомобилях бюджетного сегмента. Ее простота, надежность, долговечность и отменные прочие эксплуатационные характеристики позволили использовать ее на транспортных средствах, не требующих хорошей управляемости на высокой скорости, так как для спортивной, динамичной езды такого типа подвеска, к сожалению, совсем не подходит.
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?
К азалось 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.
На фото: Renault Logan ‘2004–09
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.
На фото: Nissan Patrol ‘2014–н.в.
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.
На фото: Volkswagen Golf ‘1974–83
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.
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.
- Полунезависимая подвеска — как она устроена?
- 1. Принцип работы полунезависимой подвески
- 2. Плюсы и минусы полунезависимой подвески
В современном транспортном средстве насчитывается множество узлов и механизмов, от исправности которых, напрямую зависит функциональное состояние и рабочие возможности любого автомобиля. Одним из важнейших из них является подвеска, выполняющая много различных функций. Так, именно этот элемент влияет на плавность хода машины, ее устойчивость и управляемость.
Кроме того, благодаря подвеске, кузов и колеса транспортного средства связываются воедино. Конструкция данного узла, предусматривает наличие трех основных составляющих: гасящего, упругого и направляющего элементов. Как правило, роль первого выполняют амортизаторы; упругие детали, представленные в виде рессор, пружин, резины, торсиона и пневматика. Они играют роль буфера между кузовом и подвеской, сглаживая все неровности и толчки, встречающиеся при передвижении автомобиля по ухабам. Направляющее устройство – это, зачастую, рычаги подвески, которые не только соединяют кузов автомобиля с колесами, но и определяют кинематику, то есть траекторию перемещения колеса, а значит и управляемость машины на дороге.
Принимая во внимание вид направляющего элемента, специалисты выделяют два основных типа подвесок – зависимые и независимые конструкции. В первом варианте колеса, расположенные на одной оси, и жестко соединены между собой посредством балки или моста, а во втором – способны двигаться отдельно друг от друга. Однако, названные виды, не единственные возможные конструкции описанного узла. С развитием технологий, широкое распространение получили промежуточные их варианты, такие как, например, полузависимая и полунезависимая подвески.
1. Принцип работы полунезависимой подвески
Как мы только что заметили, полунезависимая подвеска состоит из двух продольных рычагов, которые соединяются между собой с помощью поперечной балки, то есть вся конструкция имеет вид буквы «П». Продольные рычаги располагаются с обеих сторон автомобиля (по одному с каждой) и одним концом крепятся к кузову (или раме транспортного средства), а вторым к ступице колеса. Поскольку балка способна хорошо сопротивляться изгибу и легко скручиваться, то и принцип работы всей конструкции, основывается на форме упругого элемента. Благодаря этому, колеса получили возможность движения в вертикальной плоскости, вне зависимости друг от друга.
Когда автомобиль находиться в движении, на конструкцию подвески действуют силы скручивания, возникающие при разгоне или торможении, а поперечина (балка) стремиться вернуть колеса на место. Иногда, на вал (балку) устанавливается дополнительный электромотор и у водителя появляется возможность изменения жесткости подвески в ручном режиме. Сила скручивания появляется на оси и уже оттуда передается на подвеску. Данное явление компенсируется посредством усиления задней части подвески и ее упругих элементов. Такой рабочий принцип можно назвать аналогичным принципу работы подрессоренной и пружинной подвески.
Полунезависимая подвеска – это промежуточное звено между зависимыми и независимыми подвесками, из-за чего она и получила такое название. Свое применение, конструкция такого рода, нашла на многих автомобилях, начиная от «А» класса и заканчивая транспортными средствами, принадлежащими к «С» классу.
Среди отечественных автомобилей, описанный вид подвески устанавливается на машинах марки ВАЗ от 2108 до 2115, а среди иномарок яркими представителями является Renault, некоторые модели HОNDA и многие другие. Особенностью полунезависимой подвески есть то, что она может использоваться только на заднем, не ведущем мосту переднее приводных автомобилей, однако, устанавливается практически на всех таких транспортных средствах.
2. Плюсы и минусы полунезависимой подвески
Особенности конструкции, которые и определяют тип задней подвески, предусматривают наличие не только преимуществ ее использования, но и некоторых недостатков. Понятное дело, что как и в любого другого автомобильного узла, в полунезависимой подвески есть свои характерные плюсы и минусы.
Среди основных положительных моментов применения конструкции такого рода, стоит отметить сравнительную легкость монтажа, высокий уровень жесткости в поперечном направлении, возможность изменения характеристик подвески при помощи геометрии поперечного сечения «П»-образной баки, компактные размеры и небольшой вес, что способствует уменьшению «неподрессоренных масс», но самым важным и существенным достоинством полунезависимой подвески, есть оптимальная кинематика колес.
Кроме того, положительным моментом, но на этот раз уже для разработчиков механизма, есть малые затраты на изготовление полунезависимой подвески и упрощение процесса сборки автомобиля на заводе-производителе: вся конструкция такого вида (включая поперечину, рычаги и стойки), обычно, собирается на отдельном конвейере и устанавливается в один прием.
Ключевыми недостатками, многие специалисты называют возможность установки только на заднем, не ведущем мосту и наличие отдельных требований к геометрии днища кузова. В общем – это самый простой вариант конструкции подвески, подходящий для обычных автомобилей.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Независимая пружинная подвеска плюсы и минусы — Все о Лада Гранта
Содержание статьи
- Что лучше: независимая подвеска или полунезависимая?
- Как сделать подвеску
- Что лучше для охоты Уаз или Нива
Подвеска современного авто — сложная конструкция, подразумевающая наличие элементов механики, пневматики, гидравлики и даже электроники. Удачное сочетание нескольких систем позволяет комфортно управлять машиной, не ощущать неровностей дороги. Еще одна задача подвески – связывание в единое целое кузова авто и его колес. На заре автомобильного машиностроения была известна только зависимая подвеска. Позже разработали более удачную независимую, полунезависимую систему. Обе они имеют свои плюсы, минусы.
Независимая подвеска
Здесь оба колеса никак не связаны промеж собой либо их влияние друг на друга незначительно. Один из наиболее ярких «представителей» подобной системы – рычажная передняя подвеска «Жигулей» (классика). Колесо подвешивается на паре рычагов, наружные концы которых связаны с колесом посредством шарниров, а внутренние прикреплены к кузову авто. Подобная система обладает хорошей кинематикой колеса. К минусам относится малый ход подвески, трудности при монтаже на переднеприводные машины.
Еще один вариант независимой подвески предложили инженеры из Mersedes. В конструкцию входит 5 трубчатых рычагов; 2 из них поддерживают колесо, а 3 придают нужное положение в пространстве. Подобная многорычажная система имеет хорошие преимущества по кинематике, — авто комфортно управлять на любой скорости. Подвеска стоит довольно дорого, поэтому устанавливается в основном на авто представительской категории.
Но «бестселлером» в семействе независимых подвесок справедливо считается система МакФерсона. Здесь нижние рычаги также крепятся к кузову, а вот передние по сути превратились в опоры для пружин и стойки. С точки зрения потребителей, эта конструкция, по сравнению с «жигулевской», не является более комфортной. Плюс – в меньшем количестве деталей, что важно для производителей. Подвеска МакФерсона монтируется в переднеприводных машинах. Изначально такая система была рассчитана на «небольшие авто и хорошие дороги». Поэтому езда с такой подвеской по разбитой дорожной поверхности ведет к разрушению и подвески и кузова.
Полунезависимая подвеска
Занимает промежуточное место между независимой, зависимой системами. Конструктивно представляет собой пару продольных рычагов, скрепленных поперечиной. Использование подвески этого типа возможно лишь сзади, — она устанавливается практически на все переднеприводные автомобили. Среди российских авто – это модели ВАЗ2108-ВАЗ2115. Плюс подобной подвески – хорошая кинематика, малая масса, простота конструкции. Минус – ограничение по возможности установки, — только не ведущий задний мост.
В результате можно сделать вывод об использовании полунезависимой и независимой подвесок. Первый вариант идеален для заднего моста автомобилей с передним приводом. Второй тип подвески нужно выбирать в соответствии с условиями эксплуатации; если это хорошие дороги, то подойдет «МакФерсон», если предполагается езда по кочкам, то лучше выбрать подвеску с поперечными рычагами. Если же средств достаточно, а поездки будут совершаться по качественному дорожному покрытию, то можно выбрать многорычажную систему.
— Сударыня, почему же, позвольте вас спросить, вы не надели алмазные подвески? Ведь вы знали, что мне было бы приятно видеть их на вас.
А. Дюма «Три мушкетера»
Напомним: подвеской автомобиля называется вся совокупность деталей и узлов, соединяющих кузов или раму автомобиля с колесами.
Перечислим основные элементы подвески:
- Элементы, обеспечивающие упругость подвески. Они воспринимают и передают вертикальные силы, которые возникают при проезде неровностей дороги.
- Направляющие элементы — они определяют характер перемещения колес. Также направляющие элементы передают продольные и боковые силы, и возникающие от этих сил моменты.
- Амортизирующие элементы. Предназначены для гашения колебаний, возникающих при воздействии внешних и внутренних сил
Вначале была рессора
У первых колесных не было никаких подвесок — упругие элементы попросту отсутствовали. А затем наши предки, вероятно, вдохновившись конструкцией стрелкового лука, стали применять рессоры. С развитием металлургии стальным полосам научились придавать упругость. Такие полосы, собранные в пакет, и образовали первую рессорную подвеску. Тогда чаще всего использовалась так называемая эллиптическая подвеска, когда концы двух рессор были соединены, а их середины крепились к кузову с одной стороны и к оси колес с другой.
Затем рессоры стали применять на автомобилях, причем как в виде полуэллиптической конструкции для зависимых подвесок, так и установив одну, а то и две рессоры поперек. При этом получали независимую подвеску. Отечественный автопром долго использовал рессоры — на Москвичах до появления переднеприводных моделей, на Волгах (за исключением Волги Сайбер), а на УАЗах рессоры применяются до сих пор.
Рессоры эволюционировали вместе с автомобилем: листов в рессоре становилось меньше, вплоть до применения однолистовой рессоры на современных малых развозных фургонах.
Плюсы рессорной подвески
Минусы рессорной подвески
- Простота конструкции — при зависимой подвеске достаточно двух рессор и двух амортизаторов. Все силы и моменты от колес рессора передает на кузов или раму, не нуждаясь в дополнительных элементах
- Компактность конструкции
- Внутреннее трение в рессоре с несколькими листами гасит колебания подвески, что снижает требования к амортизаторам
- Простота изготовления, дешевизна, ремонтопригодность
- Обычно используется в зависимой подвеске, а она сейчас встречается все реже
- Достаточно высокая масса
- Не очень высокая долговечность
- Сухое трение между листами требует или применения специальных прокладок или периодической смазки
- Жесткая конструкция с рессорами не способствует комфорту при малой нагрузке. Поэтому чаще применяется на коммерческих транспортных средствах.
- Регулировка характеристик в эксплуатации не предусмотрена
Пружинная подвеска
Пружины начали устанавливать еще на заре автомобилестроения и с успехом применяют до сих пор. Пружины могут работать в зависимых и независимых подвесках. Их применяют на легковых автомобилях всех классов. Пружина, поначалу только цилиндрическая, с постоянным шагом навивки по мере совершенствования конструкции подвески приобрела новые свойства. Сейчас применяют конические или бочкообразные пружины, навитые из прутка переменного сечения. Все для того, чтобы усилие росло не прямо пропорционально деформации, а более интенсивно. Сначала работают участки большего диаметра, а затем включаются те, что поменьше. Так же и более тонкий пруток включается в работу раньше, чем более толстый.
Плюсы пружинной подвески
Минусы пружинной подвески
- Отработанная и недорогая конструкция
- Сравнительно высокая долговечность
- Возможность обеспечения прогрессивной характеристики
- Не нуждается в обслуживании и смазке
- Подвеска получается не очень компактной, т.к. пружина не может передавать никаких усилий, кроме осевых, а потому требует направляющих элементов в виде рычагов.
- Пружинная подвеска не обладает свойством гашения колебаний, а потому требует мощных амортизаторов
- Нет возможности изменять характеристики подвески
Торсионы
А вы знаете, что почти в любом автомобиле с пружинной подвеской все равно есть торсионы? Ведь стабилизатор поперечной устойчивости, который сейчас ставят почти повсеместно, это и есть торсион. Вообще любой относительно прямой и длинный рычаг, работающий на кручение, представляет собой торсион. Как основные упругие элементы подвески торсионы стали применятся наряду с пружинами в самом начале автомобильной эры. Торсионы ставили вдоль и поперек автомобиля, использовали в самых разных типах подвесок. На отечественных автомобилях торсион использовался в передней подвеске Запорожцев нескольких поколений. Тогда торсионная подвеска пришлась кстати вследствие своей компактности. Сейчас торсионы чаще используют в передней подвеске рамных внедорожников.
Упругим элементом подвески является торсион — стальной стержень, работающий на кручение. Один из концов торсиона закреплен на раме или несущем кузове автомобиля с возможностью регулировки углового положения. На другом конце торсиона установлен нижний рычаг передней подвески. Усилие на рычаге создает момент, закручивающий торсион. Ни продольная, ни боковая силы на торсион не действуют, он работает на чистое кручение. Подтяжкой торсионов можно регулировать высоту передней части автомобиля, но при этом полный ход подвески остается прежним, мы только меняем соотношение ходов сжатия и отбоя.
Плюсы торсионной подвески
Минусы торсионной подвески
- Очень компактны и легки
- Возможно регулирование преднатяга торсиона, что позволяет перенастраивать подвеску под конкретные требования
- При поломке, что бывает крайне редко, легко заменить своими силами. Также упрощается ремонт передней подвески, которую всегда можно разгрузить просто ослабив торсионы.
- Очень высокие требования к качеству изготовления, поскольку торсион представляет собой не просто пруток, а требует прочной заделки концов, обычно с помощью шлицевых соединений.
- Относительно дороги в производстве
Амортизаторы
Из курса школьной физики известно, что любой упругой системе свойственны колебания с некой собственной частотой. А если еще будет воздействовать возмущающая сила с совпадающей частотой, то возникнет резонанс — резкое увеличение амплитуды колебаний. В случае с торсионной или пружинной подвеской бороться с этими колебаниями и призваны амортизаторы. В гидравлическом амортизаторе рассеивание энергии колебаний происходит за счет потери энергии на перекачивание специальной жидкости из одной камеры в другую. Сейчас телескопические амортизаторы распространены повсеместно, от малолитражек до большегрузных автомобилей. Амортизаторы, называемые газовыми, на самом деле тоже жидкостные, но в свободном объеме, а он есть у всех амортизаторов, содержится не просто воздух, а газ под повышенным давлением. Поэтому «газовые» амортизаторы всегда стремятся вытолкнуть свой шток наружу. А вот у следующего вида подвесок без амортизаторов можно обойтись.
Пневматическая подвеска
В пневматической подвеске роль упругого элемента играет воздух, находящийся в замкнутом пространстве пневмобаллона. Иногда вместо воздуха используют азот. Пневмобаллон представляет собой герметичную емкость со стенками из синтетических волокон, завулканизированных в слой герметизирующей и защитной резины. Конструкция во многом напоминает боковину шины.
Важнейшим качеством пневмоподвески является возможность изменять давление рабочего тела в баллонах. Причем перекачка воздуха позволяет устройству играть и роль амортизатора. Система управления позволяет изменять давление в каждом отдельном баллоне. Таким образом автобусы могут вежливо наклоняться на остановке для облегчения посадки пассажиров, а грузовики сохранять постоянную «стать», будучи набитыми под завязку или абсолютно порожними. А на легковых автомобилях пневмобаллоны могут устанавливаться в задней подвеске для сохранения постоянного дорожного просвета в зависимости от загрузки. Иногда в конструкции внедорожников применяют пневмоподвеску и на передней, и на задней осях.
Пневмоподвеска позволяет регулировать клиренс автомобиля. На больших скоростях машина «приседает» ближе к дороге. Поскольку при этом центр масс становится ниже, уменьшается валкость в поворотах. А на бездорожье, где важен большой дорожный просвет, кузов, наоборот, приподнимается.
Пневмоэлементы совмещают в себе функции пружин и амортизаторов, правда только в тех случаях если это заводская конструкция. В тюнинговых конструкциях, когда пневмобаллоны просто добавляют к существующей подвеске, амортизаторы лучше оставить.
Плюсы пневматической подвески
Минусы пневматической подвески
- Невысокая масса
- Возможность изменения жесткости
- Поддержание постоянного клиренса
- Возможность изменения клиренса
- Заменяет упругий и гасящий колебания элементы
- Высокая сложность и цена всей системы
- На легковых автомобилях и внедорожниках долговечность ниже, чем у других типов подвесок.
Установку пневмоподвесок очень любят тюнингисты всех мастей. И, как обычно, кто-то хочет пониже, кто-то повыше.
Войти
Обзор зависимых и независимых подвесок
Большинство автомобилей – плод некоего технического компромисса. Прежде всего, это связано с относительной универсальностью выполняемых ими задач. Речь идет, конечно, об автомобилях «общего назначения», предназначенных для передвижения и перевозки грузов, а не о специальных монофункциональных снарядах, которые, с одной стороны, представлены болидами «Формулы», а с другой – трофи-рейдовыми «котлетами» класса ТР-3. Со специальными машинами все просто – они заточены под конкретные условия (асфальтовый трек или болото). А вот если машина должна ехать и по асфальту, и по бездорожью, то тут без компромиссов не обойтись. Уж слишком разные требования предъявляются к ним одновременно. Особенно это касается серийных внедорожников, владельцы которых хотят сразу и проходимости, и комфорта.
Не зависнуть Понятно, что если бы зависимая подвеска идеально выполняла свои функции, то изобретать столь замысловатую конструкцию было бы ни к чему. А значит, независимая подвеска имеет некие преимущества. Какие же? Во-первых, у независимой подвески меньше неподрессоренные массы. Кстати, «подрессоренные массы» не расположены «под рессорами». На самом деле, это суммарная масса деталей и элементов конструкции, которая воздействует на дорогу через упругие элементы. Соответственно, то, что воздействует на дорогу непосредственно, является «неподрессоренными массами». Кроме того, независимая подвеска позволяет отчасти компенсировать крены кузова в поворотах, сохраняя максимально возможное пятно контакта. Простейшее решение – разная длина рычагов (верхний короче). Но современные технологии пришли к сложным многорычажным конструкциям, которые могут поддерживать заданный угол развала колес во всем диапазоне работы подвески, что обеспечивает управляемость на любой дороге. А если добавить к этому изменяемую в реальном времени упругость элементов и мгновенно регулируемое усилие отбоя амортизаторов, что достигается компьютерным управлением? В общем, тут фантазия разработчиков ограничивается только кошельком покупателя. Мосты и рессоры «Проницаемость» независимой подвески оставляет желать лучшего, и это третий существенный недостаток. Проницаемость – это способность пропускать сквозь себя мягкий грунт, т.е. песок, ил, снег, грязь и т.д. Проходимость автомобиля в этих условиях определяется не только дорожным просветом, но и расстоянием между подвеской и рамой. Труба цельного моста спокойно режет мягкий грунт, имея относительно небольшую площадь лобового сопротивления и пропуская грунт над собой, а вот рычаги-пружины-тяги независимой подвески моментально забиваются грязью, превращаясь в монолитный якорь. Помимо этого стандартные машины с независимой подвеской имеют более низкую «посадку» над дорогой, чем внедорожники на цельных мостах. |
Т.е. расстояние от земли до рамы (кузова) у них меньше, а это ухудшает обычную проходимость (т.к. машина легче повисает на брюхе при движении, например, в глубоком снегу или заболоченном грунте) и геометрическую (углы въезда, съезда, продольной проходимости)
Еще один фактор, важный для серьезного бездорожья – критичность повреждений. Гнутый мост позволяет худо-бедно двигаться своим ходом. Сильно гнутый мост можно отключить (или снять кардан) и все равно доползти. Поломать шкворень можно (хотя и тяжело), но поломать его до невозможности движения практически нереально. А вот вырванная шаровая или разлетевшийся ШРУС – это дальний пеший поход за трактором. (ШРУСЫ вообще больное место внедорожников с независимой подвеской – их пыльники очень не любят контакта с грунтом).
Для тех, кто ездит по бездорожью часто, немаловажно и то, что зависимая подвеска легко поддается внедорожному тюнингу – т.н. лифтовке.
1. Независимая подвеска. Чем выше скорость и лучше дорога, тем привлекательнее независимая подвеска.
Достоинства
Хорошая управляемость
Обратная связь руления
Малые крены
Отличная настройка параметров
В большинстве случаев высокий уровень комфорта при движении (но бывают неудачные модели)
Недостатки
Короткоходность
Уязвимость деталей
Сложность и дороговизна в эксплуатации
Большое количество деталей
Тонкость настройки, легко нарушаемая в тяжелых условиях
Сложность или отсутствие серьезных возможностей для внедорожного тюнинга
Отличное решение для скоростных асфальтовых машин. Приемлемое для кроссоверов. Слабо подходит внедорожникам, которым нужно ездить по реальному бездорожью.
2. Зависимая подвеска. Чем ниже скорость и хуже дорога, тем меньше вас волнует управляемость, и тем больше хочется чего-то помассивней.
Достоинства
Прочность
Простота конструкции
Большая артикуляция
Устойчивость к повреждениям
Дешевизна в эксплуатации
Проходимость
Возможность и в большинстве случаев простота осуществления высокоэффективного внедорожного тюнинга
Недостатки
Большие неподрессоренные массы
Плохая управляемость
Низкие информативность и острота рулевого управления
Не всегда хорошая курсовая устойчивость
Не всегда хороший уровень комфорта во время движения
Зависимая подвеска – отличное решение для внедорожника. Но при этом придется смириться с его неуклюжестью в городе и невысокой безопасной скоростью по трассе.
Впрочем, первый же серьезный выезд заставит забыть об этих мелких неудобствах. К сожалению, таких автомобилей становится все меньше и меньше…
3. Комбинированная подвеска. Независимая спереди, мост сзади. Относительно приемлемый компромисс для тех, кто ездит в основном по асфальту, но не чужд и толики внедорожных радостей.
Достоинства
Сочетание приличной управляемости, курсовой устойчивости, информативности рулевого управления и приемлемой проходимости машины
Относительно невысокая цена решения и дальнейшего обслуживания
Универсальность
Большой выбор машин
Недостатки
Ни рыба, ни мясо. И управляемость не идеальна, и проходимость не блещет.
Отличное решение в широком диапазоне: от паркетников до почти серьезных внедорожников. Устраивает 90% пользователей, кроме тех самых пресловутых могучих, грязных и небритых джиперов, которым всё мосты на рессорах подавай.
Павел Иевлев
Фото Александра Евдокимова, Макса Сергеева и компаний-производителей 
4x4_life
5 самых распространенных типов подвески автомобилей
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
Полунезависимая пружинная задняя подвеска
Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.
Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.
Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.
Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.
Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.
Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.
Главные преимущества многорычажной подвески:
-Независимость колес друг от друга,
-Низкая неподрессоренная масса,
-Независимая продольная и поперечная регулировки,
-Хорошая недостаточная поворачиваемость,
-Хороший вариант для использования в схеме 4×4.
Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.
Установка пневмоэлементов
На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.
Задняя зависимая подвеска
Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.
Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.
Подвеска типа «Де Дион»
Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа.
Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.
Полунезависимая задняя подвеска
Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту.
Установка пневмоэлементов
В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля.
Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора.
Подвески грузовых автомобилей
Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику.
Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.
Подвески внедорожников и пикапов
Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок:
-автомобили с зависимой передней и задней подвесками,
-автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской,
-автомобили с полностью независимой подвеской.
Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом.
Содержание статьи
- Что лучше: независимая подвеска или полунезависимая?
- Функции и преимущества промо-стоек
- Что такое торсионная жесткость?
Подвеска современного авто — сложная конструкция, подразумевающая наличие элементов механики, пневматики, гидравлики и даже электроники. Удачное сочетание нескольких систем позволяет комфортно управлять машиной, не ощущать неровностей дороги. Еще одна задача подвески – связывание в единое целое кузова авто и его колес. На заре автомобильного машиностроения была известна только зависимая подвеска. Позже разработали более удачную независимую, полунезависимую систему. Обе они имеют свои плюсы, минусы.
Независимая подвеска
Здесь оба колеса никак не связаны промеж собой либо их влияние друг на друга незначительно. Один из наиболее ярких «представителей» подобной системы – рычажная передняя подвеска «Жигулей» (классика). Колесо подвешивается на паре рычагов, наружные концы которых связаны с колесом посредством шарниров, а внутренние прикреплены к кузову авто. Подобная система обладает хорошей кинематикой колеса. К минусам относится малый ход подвески, трудности при монтаже на переднеприводные машины.
Еще один вариант независимой подвески предложили инженеры из Mersedes. В конструкцию входит 5 трубчатых рычагов; 2 из них поддерживают колесо, а 3 придают нужное положение в пространстве. Подобная многорычажная система имеет хорошие преимущества по кинематике, — авто комфортно управлять на любой скорости. Подвеска стоит довольно дорого, поэтому устанавливается в основном на авто представительской категории.
Но «бестселлером» в семействе независимых подвесок справедливо считается система МакФерсона. Здесь нижние рычаги также крепятся к кузову, а вот передние по сути превратились в опоры для пружин и стойки. С точки зрения потребителей, эта конструкция, по сравнению с «жигулевской», не является более комфортной. Плюс – в меньшем количестве деталей, что важно для производителей. Подвеска МакФерсона монтируется в переднеприводных машинах. Изначально такая система была рассчитана на «небольшие авто и хорошие дороги». Поэтому езда с такой подвеской по разбитой дорожной поверхности ведет к разрушению и подвески и кузова.
Полунезависимая подвеска
Занимает промежуточное место между независимой, зависимой системами. Конструктивно представляет собой пару продольных рычагов, скрепленных поперечиной. Использование подвески этого типа возможно лишь сзади, — она устанавливается практически на все переднеприводные автомобили. Среди российских авто – это модели ВАЗ2108-ВАЗ2115. Плюс подобной подвески – хорошая кинематика, малая масса, простота конструкции. Минус – ограничение по возможности установки, — только не ведущий задний мост.
В результате можно сделать вывод об использовании полунезависимой и независимой подвесок. Первый вариант идеален для заднего моста автомобилей с передним приводом. Второй тип подвески нужно выбирать в соответствии с условиями эксплуатации; если это хорошие дороги, то подойдет «МакФерсон», если предполагается езда по кочкам, то лучше выбрать подвеску с поперечными рычагами. Если же средств достаточно, а поездки будут совершаться по качественному дорожному покрытию, то можно выбрать многорычажную систему.
- Полунезависимая подвеска — как она устроена?
- 1. Принцип работы полунезависимой подвески
- 2. Плюсы и минусы полунезависимой подвески
В современном транспортном средстве насчитывается множество узлов и механизмов, от исправности которых, напрямую зависит функциональное состояние и рабочие возможности любого автомобиля. Одним из важнейших из них является подвеска, выполняющая много различных функций. Так, именно этот элемент влияет на плавность хода машины, ее устойчивость и управляемость.
Кроме того, благодаря подвеске, кузов и колеса транспортного средства связываются воедино. Конструкция данного узла, предусматривает наличие трех основных составляющих: гасящего, упругого и направляющего элементов. Как правило, роль первого выполняют амортизаторы; упругие детали, представленные в виде рессор, пружин, резины, торсиона и пневматика. Они играют роль буфера между кузовом и подвеской, сглаживая все неровности и толчки, встречающиеся при передвижении автомобиля по ухабам. Направляющее устройство – это, зачастую, рычаги подвески, которые не только соединяют кузов автомобиля с колесами, но и определяют кинематику, то есть траекторию перемещения колеса, а значит и управляемость машины на дороге.
Принимая во внимание вид направляющего элемента, специалисты выделяют два основных типа подвесок – зависимые и независимые конструкции. В первом варианте колеса, расположенные на одной оси, и жестко соединены между собой посредством балки или моста, а во втором – способны двигаться отдельно друг от друга. Однако, названные виды, не единственные возможные конструкции описанного узла. С развитием технологий, широкое распространение получили промежуточные их варианты, такие как, например, полузависимая и полунезависимая подвески.
1. Принцип работы полунезависимой подвески
Как мы только что заметили, полунезависимая подвеска состоит из двух продольных рычагов, которые соединяются между собой с помощью поперечной балки, то есть вся конструкция имеет вид буквы «П». Продольные рычаги располагаются с обеих сторон автомобиля (по одному с каждой) и одним концом крепятся к кузову (или раме транспортного средства), а вторым к ступице колеса. Поскольку балка способна хорошо сопротивляться изгибу и легко скручиваться, то и принцип работы всей конструкции, основывается на форме упругого элемента. Благодаря этому, колеса получили возможность движения в вертикальной плоскости, вне зависимости друг от друга.
Когда автомобиль находиться в движении, на конструкцию подвески действуют силы скручивания, возникающие при разгоне или торможении, а поперечина (балка) стремиться вернуть колеса на место. Иногда, на вал (балку) устанавливается дополнительный электромотор и у водителя появляется возможность изменения жесткости подвески в ручном режиме. Сила скручивания появляется на оси и уже оттуда передается на подвеску. Данное явление компенсируется посредством усиления задней части подвески и ее упругих элементов. Такой рабочий принцип можно назвать аналогичным принципу работы подрессоренной и пружинной подвески.
Полунезависимая подвеска – это промежуточное звено между зависимыми и независимыми подвесками, из-за чего она и получила такое название. Свое применение, конструкция такого рода, нашла на многих автомобилях, начиная от «А» класса и заканчивая транспортными средствами, принадлежащими к «С» классу.
Среди отечественных автомобилей, описанный вид подвески устанавливается на машинах марки ВАЗ от 2108 до 2115, а среди иномарок яркими представителями является Renault, некоторые модели HОNDA и многие другие. Особенностью полунезависимой подвески есть то, что она может использоваться только на заднем, не ведущем мосту переднее приводных автомобилей, однако, устанавливается практически на всех таких транспортных средствах.
2. Плюсы и минусы полунезависимой подвески
Особенности конструкции, которые и определяют тип задней подвески, предусматривают наличие не только преимуществ ее использования, но и некоторых недостатков. Понятное дело, что как и в любого другого автомобильного узла, в полунезависимой подвески есть свои характерные плюсы и минусы.
Среди основных положительных моментов применения конструкции такого рода, стоит отметить сравнительную легкость монтажа, высокий уровень жесткости в поперечном направлении, возможность изменения характеристик подвески при помощи геометрии поперечного сечения «П»-образной баки, компактные размеры и небольшой вес, что способствует уменьшению «неподрессоренных масс», но самым важным и существенным достоинством полунезависимой подвески, есть оптимальная кинематика колес.
Кроме того, положительным моментом, но на этот раз уже для разработчиков механизма, есть малые затраты на изготовление полунезависимой подвески и упрощение процесса сборки автомобиля на заводе-производителе: вся конструкция такого вида (включая поперечину, рычаги и стойки), обычно, собирается на отдельном конвейере и устанавливается в один прием.
Ключевыми недостатками, многие специалисты называют возможность установки только на заднем, не ведущем мосту и наличие отдельных требований к геометрии днища кузова. В общем – это самый простой вариант конструкции подвески, подходящий для обычных автомобилей.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.