Конструктивные особенности основных узлов

Несмотря на разнообразие существующих типов, все они практически состоят из трех основных узлов: упругих и направляющих элементов, а также амортизаторов. Упругие элементы реагируют и передают вертикальные силы реакции дорожного покрытия, которые возникают в результате наезда колеса на неровность дороги.

С помощью направляющих элементов задается характер движения колес автомобиля, а также связь их между собой и несущей частью, передаются боковые и продольные силы и моменты. С помощью амортизаторов гасятся колебания несущей системы, которые возникают при взаимодействии колес и дороги.

В настоящее время подвеска автомобиля старой конструкции и современного авто отличается, прежде всего, тем, что в старых автомобилях на рессорах, последние реализуют практически функции всех трех элементов. Многолистовая рессора является упругим элементом, так как воспринимает нормальную (вертикальную) реакцию взаимодействия с дорогой.

Одновременно она воспринимает продольные и боковые силы, являясь, таким образом, направляющим элементом. Их также можно считать примитивными фрикционными амортизаторами из-за трения между листами. В подвеске современного автомобиля каждый отдельный элемент конструкции имеет свое предназначение, что позволяет жестко регулировать характер движения колес, обеспечивая при этом управляемость и устойчивость автомобиля.

Группы подвесных систем автомобилей

Практически, если принять за основу принцип работы подвески автомобиля, то практически все их можно разделить на две больших группы – зависимые и независимые. Зависимые подвески применялись еще во времена конных экипажей и дожили до наших дней.

Конструкция зависимой подвески

Такой тип конструкции предусматривает жесткую связь колес между собой, в результате все перемещения одного колеса влияют на другое.

Колеса всегда параллельны, на ровной дороге перпендикулярны ее поверхности. Соответственно, при наезде одного колеса на препятствие, другое также реагировало, теряя перпендикулярность к поверхности дороги.

Следует отметить, что такая конструкция применяется еще и сегодня, например, у легковых автомобилей, как правило, в качестве задней подвески. Правда, она постоянно совершенствуется и наиболее совершенная конструкция, к примеру, «Де Дион» на ровном покрытии не только не уступает, но и превосходит независимую подвеску.

Преимущество ее заключается, прежде всего, в том, что колея колес остается неизменной. Кроме того, колеса ведущего моста всегда остаются параллельными между собой (на мосте, который не является ведущим, между колесами может быть небольшой развал) и перпендикулярными к поверхности дороги, независимо от крена кузова и хода подвески.

Конструкция независимой подвески

Конструктивно, независимая подвеска автомобиля выполнена таким образом, что колеса одной пары жестко между собой не связаны. Любой перемещение одного из них никоим образом не влияет на другое, или оказывает совсем незначительное влияние.

В то же время, такие установочные параметры как развал колес и колея, а в отдельных случаях и колесная база могут меняться при сжатии / отбое. Иногда такие изменения достаточно значительны. Несмотря на это, именно такая конструкция является сегодня более популярной и распространенной. Во много это определяется ее технологичностью, оптимальными кинематическими параметрами и сравнительно невысокой стоимостью.

Краткий обзор видов подвесок

Ассортимент зависимых подвесок включает пять конструктивных исполнений. Среди них различают: на поперечной рессоре, на продольных рессорах, с направляющими рычагами, с дышлом и типа «Де Дион». Арсенал независимых подвесок намного шире. Сюда относятся такие системы, как: с качающимися полуосями, на продольных рычагах (пружинные и торсионные), на косых рычагах, на продольных и поперечных рычагах, на двойных продольных рычагах, на двойных поперечных рычагах (параллелограммная пружинная и торсионная), рессорные, пневматические и гидропневматические, «качающаяся свеча», «МакФерсон» и торсионно-рычажная с сопряженными рычагами.

Классификация

Существует также еще несколько критериев классификации подвески по тем или иным признакам. Например, по конструкции связи колес с упругими элементами различаются: маятниковая, построенная на продольных рычагах, а так же подвеска с поперечными рычагами может быть одно-, двух- и многорычажной. Существует также телескопическая связь между колесами и упругими элементами.

Разновидности по управляемости

По управляемости подвеска бывает активная (управляемая) и неуправляемая (пассивная), а также полуактивная, с помощью которой допускается регулировать клиренс (дорожный) просвет. По способу соединения элементов подвески с рамой (кузовом) автомобиля различается жесткая и мягкая (упругая и эластичная), а также полужесткая (тракторная).

Виды подвесок автомобилей

Двухрычажная

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.

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 подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.

Многорычажная

Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.

Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов - сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.

Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.

Главные преимущества многорычажной подвески:

· Независимость колес друг от друга,

· Низкая неподрессоренная масса,

· Независимая продольная и поперечная регулировки,

· Хорошая недостаточная поворачиваемость,

· Хороший вариант для использования в схеме 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 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.