Когда речь идет о задней подвеске автомобиля, нередко можно услышать такое: “на этом автомобиле установлена задняя полузависимая подвеска”. Звучит это все достаточно интересно, но для лучшего понимания технической части автомобиля, не мешало бы разобраться в этом. Бюджетные автомобили да и многие автомобили C класса, на сегодняшний день оснащаются таким типом задней подвески. Связано это по большей части с экономией на производстве всего автомобиля. Полузависимая подвеска – это логическое продолжение зависимой, а вернее ее доработка или модернизация. Как мы знаем, . Существует передний, задний и полный привод. Так вот в случае если на автомобиле задний привод и выполнен он в виде не разрезного моста, ни о какой полузависимости речи быть не может. Полузависимая задняя подвеска, как правило устанавливается на автомобили с передним приводом и выполнена в виде, торсионной балки.
Балка работает на скручивание, имеет “Л” или “П” образную структуру. Эффект полузависимой подвески достигается за счет того, что структура самой балки не замкнутая и это в свою очередь позволяет каждому колесу на оси, при отработке неровностей, двигаться вверх или вниз независимо от другого в малых диапазонах. Управляемость автомобиля немного улучшается при использовании такой конструкции. Поперечную устойчивость обеспечивает стабилизатор, машина меньше кренится в поворотах. Такой тип подвески имеет большой ресурс, компактные размеры, а обслуживание и ремонт никогда не ударит по вашему карману.
Полузависимая задняя подвеска имеет очень много достоинств, но все они меркнут перед управляемостью и плавностью хода, которые можно получить от независимой . Торсионная балка не единственный представитель данного вида подвески. Существуют так же: торсионная подвеска; подвеска на связанных рычагах; подвеска с дышлом. Но так как они не особо распространены, мы их рассматривать в этой статье не будем.
Конструкция задней полузависимой подвески: Торсионная балка с продольными рычагами.
1 - балка;
2 - штанга стабилизатора поперечной устойчивости;
3 - сайлент-блок;
4 - кронштейн крепления рычага к кузову;
5 - продольный рычаг балки;
6 - ;
7 - амортизатор;
8 - кронштейн крепления амортизатора к рычагу;
9 - пружина;
10 - чехол амортизатора;
11 - прокладка пружины;
12 - буфер хода сжатия;
13 - ступица заднего колеса;
14 - тормозной механизм заднего колеса ()
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 с дорогой.
McPherson
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 развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.
Многорычажная
Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.
Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов - сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес. 
Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.
Главные преимущества многорычажной подвески
Независимость колес друг от друга
Низкая неподрессоренная масса
Независимая продольная и поперечная регулировки
Хорошая недостаточная поворачиваемость
Хороший вариант для использования в схеме 4x4
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 а через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.
Задняя зависимая подвеска
Типичным представителем такой конструкции может служить 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 "ДеДион"
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 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. Ма 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 : 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 ма 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.
 |
 |
Слева - рессорная подвеска, справа - пружинная на четырех продольных рычагах
Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок.
Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески.
 |
 |
Передняя подвеска. слева - торсионная, справа - пружинная.
Подвеска, наряду с двигателем и кузовом, – это одна из важнейших составляющих автомобиля. Именно к ней приковано внимание множества конструкторов и инженеров. Типы подвесок автомобилей бывают разными, что зависит от привода, сегмента, который занимает модель, и, конечно же, цены на машину.
Существует множество типов подвесок. Некоторые использовались ранее, другие применяются и сейчас, так что необходимо рассмотреть те типы, которые получили наибольшее распространение в современном автомобилестроении:
Данный тип подвески был разработан еще в 1960 году инженером Эрлом Макферсоном, в честь которого и получила свое название. Она имеет несколько основных частей:
Телескопический амортизатор называют еще «качающаяся свеча», потому как к кузову он крепится посредством шарнира и может качаться, когда колесо двигается вниз и вверх. Если интересно, можете почитать, как проверить амортизаторы.
Данный тип подвески имеет свои недостатки (значительное изменение угла развала колес), но он чрезвычайно популярен благодаря демократичной цене, невысокой сложности и надежности.
Двухрычажная подвеска
Это одна из самых совершенных схем. Она представляет собой подвеску с 2-мя рычагами разной длины (длинный нижний и короткий верхний), что гарантирует автомобилю прекрасную поперечную устойчивость на дороге и минимальный износ покрышек (поперечные перемещения всего колеса незначительны).
Это значит, что каждое отдельное колесо воспринимает ямы и бугры независимо от остальных, что позволяет сохранять максимально вертикальное отношение к дорожному покрытию и оптимальное сцепление покрышки с поверхностью дороги.
Многорычажная подвеска
Данный тип подвески немного похож на двухрычажную схему, но он гораздо сложнее и совершеннее. Неудивительно, что к ней перекочевали и все достоинства предыдущего вида. Это набор из рычагов, сайлент-блоков и шарниров, которые крепятся на специальный подрамник. Большое количество шаровых опор и «сайлентов» обеспечивают не только завидную плавность хода, но и отлично гасят удары в случае резкого наезда на какое-либо препятствие, а еще они уменьшают уровень шума в салоне от колес.
При такой схеме достигается наилучшее сцепление покрышки с дорогой (любой тип покрытия), отточенная управляемость и плавность хода.
Достоинства «многорычажки»:
- малые неподрессоренные массы;
- оптимальная поворачиваемость колес;
- независимость каждого отдельного колеса от остальных;
- отдельные поперечные и продольные регулировки;
- хороший потенциал при условии полного привода.
Однако у многорычажной подвески есть один существенный недостаток – высокая стоимость. Хотя в последнее время наметился перелом: если раньше данный тип подвески применяли только на представительских авто, то сейчас ею оснащают даже машины гольф-класса.
Адаптивная подвеска
Такая подвеска в корне отличается от остальных типов. Строго говоря, создание адаптивной схемы не было настоящей революцией, так как за основу была принята гидропневматическая подвеска, реализованная на автомобилях Citroen и Mercedes-Benz. Но в те времена она была довольно примитивной, тяжелой и занимала слишком много места. На сегодняшний день от всех этих недостатков конструкторы смогли избавиться. Единственный минус подобного подхода заключается в его сложности.
Что касается достоинств, то их масса:
- адаптация под конкретного водителя;
- минимальные крены кузова и волновая раскачка на высоких скоростях;
- высокая безопасность;
- отличная устойчивость на прямой;
- принудительно изменяемое демпфирование;
- адаптация под любое дорожное покрытие в автоматическом режиме.
Различные концерны используют свои схемы такой подвески, но общие черты у них одинаковы. Это потому, что любая адаптивная конструкция имеет в своем составе следующие компоненты:
Блок управления анализирует ситуацию на основе данных, полученных от датчиков, и посылает команды на стабилизатор и амортизаторы (зависит от дорожных условий). Все это происходит практически моментально. Кроме этого, варианты работы подвески можно настраивать и самому.
Подвеска типа «Де Дион»
Этот тип, равно как и подвеска McPherson, был назван в честь изобретателя. Им стал француз Альберт Де Дион. Цель данного типа подвески – максимально снизить нагрузку на задний мост автомобиля, путем отделения картера главной передачи. Если раньше он крепился к самой балке моста, то в данном случае картер держится непосредственно на кузове.
Это позволяет передавать крутящий момент посредством полуосей, закрепленных на ШРУСах, и сделать подвеску как независимой, так и зависимой.
Но от главных недостатков всех зависимых вариантов подвески, типу «Де Дион» избавиться не удалось. К примеру, затормозить без «клевков» практически невозможно, а при резком старте машина просто «приседает» на задние колеса. Несмотря на попытки ликвидации этих недостатков путем установки дополнительных элементов (направляющих), несбалансированное поведение авто остается главной проблемой.
Задняя зависимая подвеска
Данный тип – характерная черта «классики» Жигулей. Особенностью сей конструкции являются цилиндрические винтовые пружины, играющие роль упругих элементов. По сути, балка заднего моста не только «висит» на этих 2-х пружинах, но и фиксируется к кузову посредством 4-х продольных рычагов. Дополняет этот набор реактивная поперечная штанга, которая обязана гасить крены кузова и улучшать показатели управляемости.
Комфорт и плавность хода оставляют желать лучшего, по причине большого веса самого заднего моста и неподрессоренных масс. Это особенно актуально в тех случаях, когда задний мост оказывается ведущим, так как к балке крепят редуктор, картер главной передачи и другие компоненты.
Полузависимая задняя подвеска
Данная схема получила широкое распространение и используется в конструкции большинства современных полноприводных машин. Она представляет из себя два продольных рычага, которые в центре крепятся к поперечине. У такого типа подвески много преимуществ:
- Небольшие размеры;
- Малый вес;
- Простота в обслуживании и ремонте;
- Наилучшая кинематика колес;
- Значительное уменьшение неподрессоренных масс.
Минус этой конструкции только один – невозможность применения на заднеприводных автомобилях.
Подвески пикапов и внедорожников
В различных моделях джипов конструкторы идут разными путями. Это зависит от веса и назначения внедорожника. Возможны три варианта используемых подвесок:
Как правило, задняя ось оснащается либо рессорной, либо пружинной подвеской, которые сочетаются с жесткими неразрезными мостами. Рессоры идут в ход при создании пикапов или тяжелых джипов, так как они надежны, неприхотливы и в состоянии выдержать нешуточную нагрузку. Кроме того, такая схема довольно дешева, что стало причиной оснащения рессорами некоторых бюджетных авто. Подробная информация о достоинствах и недостатках рессорной подвески.
Пружинная схема отличается мягкостью и длинноходностью. Она более ориентирована на комфорт и ставится на легкие джипы. Относительно сложности конструкции – она лишь немного сложнее рессорной.
Что касается передней оси, то здесь, в большинстве случаев, используются торсионные или зависимые пружинные схемы. Встречается, конечно, и оснащение джипов жесткими неразрезными мостами, но такое решение в наши дни наблюдается довольно редко.
В наше время многорычажная подвеска , история появления которой берет свое начало с середины прошлого столетия, является наиболее распространенным видом крепления задней оси автомобиля. Первые образцы с двойными поперечными рычагами были установлены на гоночных болидах Cooper.
Многорычажная подвеска – что это?Первым серийным автомобилем, на котором установили подвеску нового типа, был Jaguar E-type 1961 года выпуска. Со временем ее с успехом стали применять и на передней оси автомобилей, как, например, на некоторых моделях Audi . Применение многорычажной подвески придает автомобилю изумительную плавность движения, превосходную управляемость и способствует снижению шума.
В данной конструкции крепление ступиц колес осуществляется при помощи четырех рычагов, что позволяет регулировку в продольной и поперечной плоскостях. Конструкция многорычажной состоит из следующих узлов и деталей:
- продольные рычаги;
- поперечные рычаги;
- подрамник;
- опора ступицы;
- амортизаторы;
- пружины.
Основным несущим элементом подвески выступает подрамник, к нему фиксируются поперечные рычаги, соединенные с опорой ступицы, что в свою очередь обеспечивает ее поперечное положение. Многорычажная задняя подвеска, которую устанавливают на современных автомобилях, состоит из трех или пяти поперечных рычагов
.
Стандартная комплектация включает в себя верхний, передний нижний и задний нижний рычаги. Передачу передних поперечных усилий осуществляет верхний рычаг, он же служит для соединения колесной опоры с подрамником. На задний нижний рычаг приходится значительная часть веса кузова автомобиля, передающаяся через пружину.
Продольный рычаг удерживает колеса в направлении продольной оси, крепление к осуществляется при помощи опоры. Противоположный край рычага соединяется с опорой ступицы. На этом элементе располагаются подшипники и крепежи колес. Амортизаторы и пружины в большинстве случаев устанавливаются раздельно.
Для снижения угла крена автомобиля при прохождении поворота в многорычажной подвеске используется . Крепится он при помощи резиновых опор, а специальные тяги соединяют штанги с опорами ступиц. Как и любой другой узел автомобиля, независимая многорычажная подвеска требует ухода и своевременного ремонта.
Основные дефекты подвески, которые проявляются после прохождения 40 000-80 000 км, – это стук и скрип , которые отчетливо слышны даже в салоне автомобиля во время езды по ухабистой дороге. С чем это связано? Стук возникает по нескольким причинам, они могут быть как серьезными, так и не очень. В любом случае должна срочно ремонтироваться независимая подвеска, своими руками сделать это можно, если починка заключается в замене деталей или подтяжке резьбовых соединений, в иных случаях не обойтись без посещения СТО.
Первым делом следует установить причину, провести визуальную диагностику подвески. Для этого автомобиль следует загнать на смотровую яму или воспользоваться домкратом, так как в разгруженном состоянии этот узел машины охотнее покажет свои дефекты. Да и вам подлезть под нее будет удобнее. Скажем наперед, если вы не слесарь высокого уровня, то вооружитесь руководством по устройству вашего автомобиля, которое всегда идет в комплекте при покупке.
Помните, что может быть вызван не только неисправностью этой детали, но и поломкой других элементов вашего автотранспорта, например, рулевых тяг или ШРУСов.
Итак, вы расположились в удобной зоне для обследования передней подвески. Снимите амортизаторы и внимательно их осмотрите на наличие трещин. Проверьте следом на целостность шаровые опоры, рычаг, штангу, сайлентблоки. Обратите внимание на все крепежные болты и резиновые уплотнители. Нигде не должно быть трещин, разрывов, разрезов и прочих повреждений. Внимательно пройдитесь взглядом по периметру кузова: там, где детали касаются кузова, должна быть целая и невредимая резиновая прокладка.
Если какие-то «недуги» явно видны, оцените свои силы, сможете ли вы выкрутить поврежденную деталь и вставить новую, понятна ли последовательность сборки поврежденного узла, доходчиво ли изображена схема в книге по эксплуатации автомобиля. Если не сумеете, или внешне все оказалось целым, то пора наведаться на СТО.
Теперь переходите к задней подвеске. Тут деталей меньше, но это вовсе не значит, что нужно быть менее внимательными. Опять же начинаем все с амортизаторов. Далее вашего внимания должны удостоиться тяги и уплотнители. Особенностью задней подвески является соседство выхлопной трубы, которая также может производить похожий на поломку подвески звук, если она плохо закреплена, расшаталась или прислонилась к какой-то детали, создавая трение и постукивание. Глушитель внимательно обследуют, можно покачать его в разные стороны, вероятно, это уберет странный стук, также осмотрите крепление.
Итак, осмотр закончен, узлы подтянуты, частичная замена произведена. Пожалуй, это «первая помощь» вашему автомобилю. Прочий ремонт потребует более сложного технического оснащения и квалификации. Не поленитесь залезть под «брюшко» машины, если услышали подозрительный стук. Естественно, на СТО вам починят любую неисправность, но есть вероятность, что вы попросту переплатите за минутную замену резиновой прокладки или еще за какую-то незначительную операцию.
В мире автомобилей уже давно сформировались некие представления относительно области применения того или иного типа подвески: двухрычажная – для спортивных моделей, зависимая – для внедорожников, полузависимая – для компактных авто, и т.д. Но чем обусловлены эти представления, да и верны ли они вообще? Попробуем разобраться.
Текст: Карелов Олег.
В подвеске автомобиля можно выделить три группы элементов: направляющие - рычаги, упругие - пружины и стабилизаторы, и демпфирующие - амортизаторы.
Две последних, то есть стабилизаторы, пружины и амортизаторы, являются краеугольным камнем в большинстве споров о ходовых качествах автомобилей. И это во многом справедливо, ведь перечисленные детали определяют столь ощутимые и важные параметры как плавность хода, валкость и характер управляемости. Конструкция же подвески - геометрия рычагов - зачастую остается в тени, хотя по своей значимости и влиянию на поведение автомобиля ничуть не уступает остальным факторам.
Итак, что же определяет конструкция подвески? Прежде всего, она задает траекторию движения колеса в ходе сжатия и отбоя. В идеальном случае эта траектория должна быть такой, чтобы колесо всегда оставалось перпендикулярным дороге, дабы площадь контакта шины с покрытием была максимальна. Однако, как мы увидим дальше, добиться этого удается редко – как правило, в процессе сжатия подвески у колес меняется развал, а в повороте они наклоняются в сторону вместе с кренящимся кузовом. И чем значительней их отклонение от вертикали, тем меньше пятно контакта шин. Таким образом, устойчивость автомобиля, уровень его сцепления с дорогой – параметры, всецело определяемые конструкцией подвески.
Схожим образом геометрия рычагов влияет и на управляемость, только здесь сказывается уже нестабильность схождения колес. Последствия представить нетрудно – на неровностях автомобиль начинает рыскать, а в повороте проявляется склонность к избыточной или недостаточной поворачиваемости. Впрочем, это явление можно использовать и во благо, компенсируя, например, склонность к сносу у переднеприводных моделей.
Непостоянной, как правило, оказывается и колея автомобиля – даже небольшой ход подвески может приводить к её изменению на пару сантиметров. Все это, разумеется, ведет к увеличению сопротивления движения, а, в конечном счете, и к росту расхода топлива и ускоренному износу шин. Но куда опаснее тот факт, что при этом снижается устойчивость прямолинейного движения, ведь сцепные свойства шин «расходуются» не на удержание автомоблия, а на сопротивление расходящимся в стороны колесам.
Сказывается конструкция подвески и на плавности хода. Во-первых, величиной неподрессоренных масс, куда входит и масса всех рычагов (хотя и не полностью, так как они одним концом крепятся к кузову), а, во-вторых, своим внутренним трением. Дело в том, что многие современные подвески, в особенности многорычажные, обладают способностью двигаться только за счет деформации резинометаллических шарниров, сайлент-блоков, используемых для крепления рычагов. Замени их на жесткие подшипники – и подвеска окаменеет, потеряет способность двигаться, ведь каждый из рычагов вокруг своей точки крепления описывает окружность, а эти окружности пересекаются максимум в двух точках. Применяя же резинометаллические шарниры (причем с варьирующейся жесткостью по разным направлениям), удается достичь более сложной кинематики рычагов и обеспечить-таки ход подвески, правда, одновременно увеличив и трение. А чем оно выше, тем хуже фильтрация неровностей.
Но куда удивительнее влияние подвески на уровень кренов автомобиля. Заметьте, речь идет не о пружинах и амортизаторах, а именно о схеме расположения рычагов! Оказывается, их конструкция задает центр поперечного крена – упрощенно говоря, точку, вокруг которой кренится кузов. Обычно она находится ниже центра тяжести – точки приложения силы инерции, а потому в повороте автомобиль наклоняется наружу. Однако, меняя расположение и наклон рычагов, центр крена можно повысить, уменьшив или даже полностью устранив наклон кузова. Если же эта точка окажется выше центра тяжести, то крен снова появится, но уже в обратную сторону - внутрь поворота, как у мотоцикла! Но это в теории, а на практике попытки повысить центр крена сопровождаются рядом проблем вроде слишком сильного изменения колеи, а потому речь идет лишь о некотором уменьшении кренов, но и оно того, безусловно, стоит.
Таким образом, проектирование подвески – задача очень ответственная и трудная, а её решение – это всегда поиск компромисса. А к каким решениям приводит этот поиск, мы сейчас и посмотрим. Ниже приведены описания наиболее распространенных современных подвесок.
Зависимая подвескаСамая древняя, зависимая подвеска используется и до сих пор, а её отличительной чертой неизменно остается жесткая связь осей колес посредством картера моста или простой балки. Первоначально в качестве упругих и направляющих элементов использовались рессоры, но в современном исполнении связующая колеса поперечина удерживается двумя продольными рычагами (по одному с каждой стороны кузова) и поперечной тягой Панара, воспринимающей боковые силы. Применяется на задней оси многих внедорожников и недорогих переднеприводных автомобилей.
Принято считать, что кроме простоты и низкой стоимости, преимуществ у зависимой подвески нет, однако это далеко не так. К её плюсам можно отнести небольшой вес, если речь идет о ведомой оси, высокий центр поперечного крена и главное – постоянство колеи и развала. На ровной дороге, вне зависимости от раскачки и крена, угол наклона колес к поверхности не изменяется, а значит, в любых режимах автомобиль обладает наилучшим сцеплением с дорогой. Больше ни одна подвеска не обладает таким свойством!
К сожалению, ситуация резко портится на плохом покрытии – попадание одного колеса в яму ведет к изменению развала другого, что еще больше снижает сцепные свойства. На прямой это не так опасно, но в повороте чревато неожиданным заносом.
Кроме того, имеются большие проблемы с управляемостью. Разнонаправленный ход колес сопровождается поворотом балки моста (вследствие скрещивания продольных рычагов), что провоцирует недостаточную поворачиваемость и нестабильность на прямой. А тут еще и тяга Панара немного дергает ось вправо-влево, дополнительно ухудшая ситуацию.
В принципе, это поправимо. Чтобы поперечина не разворачивалась, вместо одного продольного рычага с каждой стороны можно использовать два, расположенных по схеме механизма Уатта. А избавиться от осевых смещений поможет, например, замена тяги Панара на продольный рычаг, удерживающий балку по центру. Но есть ли в этом смысл? Практика показывает, что нет – конструкция усложняется, ей требуется больше места по высоте. А ведь основная область применения зависимой подвески – недорогие автомобили.
На продольных рычагахСреди независимых подвесок – то есть тех, в которых колеса не имеют жесткой связи друг с другом – подвеска этого типа самая простая. Каждое колесо здесь удерживается одним продольным рычагом, воспринимающим, соответственно, продольные и боковые усилия. Рычаг при этом должен обладать большой прочностью и иметь широкую опорную базу – обычно он крепится к кузову на двух шарнирах.
В процессе работы такой подвески колеса перемещаются сторого в продольной плоскости автомобиля, а их схождение и колея остаются неизменными. С одной стороны, это плюс – на прямой автомобиль стабилен и экономичен, но с другой – в повороте колеса четко наклоняются вместе кузовом, существенно уменьшая возможности шин в передаче боковых сил. И крены получаются немаленькие – центр поперечного крена располагается очень низко, на уровне дороги. Конечно, ситуацию можно поправить, установив мощный стабилизатор, но на разбитом покрытии это чревато резкой потерей устойчивости.
Казалось бы, этого достаточно, чтобы навсегда поставить крест на такой конструкции, но при всем при этом она очень проста и компактна – в самый раз для коммерческих грузопассажирских моделей вроде Volkswagen Multivan. И ничего, что перед поворотом нужно сбрасывать скорость, зато автомобиль стабилен на прямой, адекватно управляется и весьма экономичен.
Торсионно-рычажная (полузависимая)Данный тип подвески представляет собой нечто среднее между двумя предыдущими вариантами – подвеской на продольных рычагах и зависимой. В ней так же есть продольные рычаги и поперечина между ними, но расположена она не на оси колес, как в зависимой подвеске, а смещена вперед, ближе к опорам рычагов. При этом сама поперечина, помимо восприятия боковых сил, выполняет еще и функции стабилизатора, скручиваясь при разнонаправленном ходе колес. Для этого она имеет специальное сечение (обычно U-образное), делающее её жесткой на изгиб и податливой на кручение.
С точки зрения кинематики полузависимая подвеска взяла лучшее от своих прародителей. На прямой, в случае равностороннего хода, колеса не получают изменения развала, двигаясь четко в плоскости кузова, а в повороте, при разноименном ходе, их развал меняется как относительно дороги, так и кузова – поперечина скручивает продольные рычаги, частично препятствуя наклону колес вместе с кузовом. Степень этого «препятствования» определяется положением поперечины – чем сильнее она смещена назад, тем меньше колеса отклоняются от вертикали. Но перебарщивать не стоит – ведь в предельном случае это получится уже зависимая подвеска с её проблемами управляемости и устойчивости на плохой дороге. Кроме того, возрастает нагрузка на продольные рычаги, которые при огромной жесткости на изгиб должны допускать еще и значительное скручивание.
Таким образом, с полузависимой подвеской внешнее к повороту колесо наклоняется сильнее, чем того хотелось бы – последующие типы подвесок способны удерживать колесо ближе к вертикали, обеспечивая лучшее сцепление с дорогой. Однако они и сложнее. А простота полузависимой подвески вкупе с отличной стабильностью на прямой и неплохой устойчивостью в поворотах обеспечили ей огромную популярность – большинство небольших автомобилей оснащаются именно такой задней подвеской.
К минусам же можно отнести лишь повышенные требования к месту под днищем и недостаточное противодействие поперечному наклону кузова – центр крена оказывается ниже, чем у зависимой подвески, хотя и выше, чем у схемы с продольными рычагами.
На двойных рычагахПоявившись в тридцатых годах, подвеска на двойных рычагах до сих пор остается неизменным компонентом спортивных автомобилей. Как следует из названия, колесо в ней удерживается на двух поперечных рычагах, крепящихся к подрамнику или непосредственно к кузову. Преимущества такой конструкции – очень широкие возможности для настройки. Например, варьируя угол наклона рычагов, можно задавать высоту поперечного крена, а, выбирая их длину – управлять изменением колеи и развала.
Как правило, верхний рычаг делают короче нижнего, что позволяет при минимальном расширении колеи придавать колесам отрицательный развал в ходе сжатия - проще говоря, сделать так, чтобы, сжимаясь, подвеска «заваливала» верх колеса внутрь. Теперь в повороте нагруженное внешнее колесо оказывается уже гораздо ближе к вертикали, поскольку отрицательный развал частично компенсирует наклон колеса вместе с кузовом. Конечно, в этом тоже есть негативная сторона – меняющийся развал ухудшает условия работы покрышек в момент торможения, когда подвеска так же сжимается. А потому конструкторам приходится поразмышлять и над продольным наклоном рычагов – при их определенном положении подвеска может активно препятствовать клевку на торможении.
Большим преимуществом подвески так же является возможность получения высокого центра крена. В данном случае его можно расположить на любой высоте, но с некоторого момента этот подъем вызывает непостоянство колеи на ходе сжатия.
Из-за относительно большой высоты двухрычажная подвеска чаще всего применяется на передней оси. Впрочем, её можно сделать и компактнее, но для этого рычаги уже нужно крепить к подрамнику, так как при их сближении возрастает усилие на опоры. Поэтому на задней оси, где нежелательно отнимать место у багажника, двухрычажная подвеска собирается именно на подрамнике.
МакферсонБезо всякого преувеличения можно сказать, что Макферсон – наиболее популярный тип подвески в настоящий момент. Объясняется это простотой конструкции, легкостью и небольшой шириной, что делает её незаменимой в условиях тесноты современных моторных отсеков. Однако на задней оси, где требования к компактности уже не так актуальны, её встретишь нечасто. Почему?
Из-за проблем с кинематикой. В отличие от двухрычажной схемы в подвеске Макферсон остался только нижний поперечный рычаг, а вместо верхнего функции направляющего элемента исполняет амортизаторная стойка, упирающаяся в брызговик. Лишившись верхнего рычага, подвеска потеряла и способность к изменению развала при относительно стабильной колее, а возможности настройки резко сократились. Фактически конструкторам приходится выбирать: либо наклонить рычаг наружу и получить благоприятное изменение развала (то есть устойчивость в поворотах) ценой непостоянства колеи, либо расположить его ближе к горизонтали, и, наоборот, стабилизировать колею (то есть улучшить устойчивость на прямой), снизив сцепление в поворотах. Как правило, выбирают первый путь, в которого пользу говорит и возможность получения высокого центра крена. Кстати, его положение определяется все тем же наклоном рычага, а потому здесь кроется и еще одна неприятность – заметное увеличение кренов по мере загрузки автомобиля, когда подвеска проседает, и рычаг меняет наклон. Конечно, это характерно и для других типов подвески, но в гораздо в меньшей степени, а потому на задней оси, которая обычно и воспринимает дополнительный вес, Макферсон применяется редко.
К недостаткам можно отнести и повышенное трение в амортизаторной стойке, что ухудшает фильтрацию неровностей и дорожных шумов, а так же увеличивает нагрузку на брызговик. Именно поэтому подвеску Макферсон почти не встретишь на внедорожниках (исключение Range Rover), хотя она и обеспечивает большой ход колеса.
А вот на некоторые спортивные автомобили эта подвеска устанавливается, в частности на Porsche 911 и Cayman – жесткие амортизаторы и пружины ограничивают ход колес, и недостатки подвески почти не проявляются.
На косых рычагахПодвеска этого типа сейчас стала редкостью – её вытеснила многорычажная конструкция - однако до середины 90-ых годов именно она применялась на задней оси большинства дорогих мощных заднеприводных автомобилей.
На вид она очень проста: с каждой стороны всего по одному косому рычагу, ось вращения которого наклонена как в продольном, так и в поперечном направлении. Выбирая углы этих наклонов, а так же длины рычагов, можно получать различные кинематические свойства подвески – за эту гибкость настроек её и полюбили разработчики. Кстати, в этом она похожа на двухрычажную подвеску, хотя возможности последней все-таки больше. В частности, подвеска на косых рычагах не обеспечивает относительного постоянства колеи – чем большее изменение развала требуется для прохождения поворотов, тем сильнее расширяется колея в ходе сжатия. Но все же её отклонение оказывается меньше, чем в подвеске Макферсон, а, кроме того, кренится автомобиль на косых рычагах меньше – центр крена можно расположить высоко, а его положение в меньшей степени зависит от загрузки машины.
Помимо этого подвеска обладает очень полезными для задней оси свойствами. Во-первых, она препятствует крену автомобиля на торможении, прижимая в этот момент кузов к земле. А, во-вторых, с её помощью можно влиять на характер управляемости, изменяя недостаточную поворачиваемость на избыточную и наоборот. Для этого инженеры подбирают угол поперечного наклона рычага, от которого зависит схождение колес в ходе сжатия – положительное схождение вызывает недостаточную поворачиваемость, а отрицательное – избыточную. Конечно, это тоже паллиативное решение, ведь переменное схождение на прямой волнистой дороге означает лишь нерациональное использование сцепных свойств шин. И, тем не менее, в разумных пределах этот механизм оправдывает себя лучшим балансом автомобиля в повороте. Радикальный же способ – управляемое электроникой схождение задних колес (как в новой «семерке» BMW) - обходится слишком дорого.
МногорычажнаяВ отличие от остальных многорычажная подвеска – понятие довольно расплывчатое. Даже в самом названии «многорычажная» отсутствует какое-либо четкое указание на конструкцию. И, тем не менее, идея здесь всегда одна – объединить достоинства двухрычажной подвески с преимуществами подвески на косых рычагах, то есть при оптимальной кинематике добиться еще и подруливающего эффекта. Соответственно, многорычажную подвеску можно представить как двухрычажную, в которую добавлены продольные или (реже) косые рычаги, «утягивающие» колесо в сторону в ходе сжатия для изменения схождения. Чтобы все это правильно двигалось, инженерам важно рассчитать податливость рычагов и жесткость шарниров, а для минимизации размеров конструкции – смонтировать подвеску на подрамнике.
Применяется многорычажная подвеска на задней оси передне- и заднеприводных автомобилей. При этом в первом случае она настраивается на нейтрализацию недостаточной поворачиваемости, а во втором – на борьбу с избыточной.
Есть ли у подвески недостатки? Если не говорить об очевидной сложности и дороговизне, то остается два минуса: худшая фильтрация неровностей из-за внутреннего трения (о котором говорилось в начале статьи) и повышенные неподрессоренные массы. Впрочем, с последним активно борются, применяя легкие сплавы и оптимизируя конструкцию – обычно в подвеске есть только один массивный рычаг, воспринимающий большинство нагрузок, а остальные лишь играют роль направляющих, а потому и делаются очень тонкими и легкими.
ЗаключениеКак водится, в заключении принято подводить итоги и расставлять всё по местам. Но, как мы уже убедились, в случае с подвеской это не так просто. Все конструкции имеют свои особенности, определяющие их уникальные плюсы и минусы. А потому можно лишь говорить об универсальности, балансе характеристик, и в этом случае однозначными лидерами оказываются двухрычажные и многорычажные подвески. Немного им уступают конструкции на косых рычагах и Макферсон – их кинематика менее совершенна (особенно у Макферсона), но они просты и не требовательны к месту. Далее можно расположить полузависимую подвеску, которая при всей своей простоте и дешевизне все же обеспечивает приемлемую кинематику. Ну, а замыкают список подвески на продольных рычагах и зависимые – уж слишком специфичны должны быть условия, оправдывающие их применение.
23.08.2010
| Вопросы? Комментарии? (19) |
|
