В конструкции машины подвеска – один из самых ответственных узлов, ведь она выполняет множество разнообразных функций. От нее зависят управляемость и устойчивость автомобиля, плавность хода, наконец, именно подвеска связывает колеса и кузов.
В конструкции машины подвеска – один из самых ответственных узлов, ведь она выполняет множество разнообразных функций. От нее зависят управляемость и устойчивость автомобиля, плавность хода, наконец, именно подвеска связывает колеса и кузов.
Любая подвеска состоит из трех основных элементов: упругого, направляющего и гасящего. Роль последнего обычно выполняют амортизаторы, о которых мы расскажем отдельно. Поэтому подробно рассмотрим другие узлы.
Направляющее устройство: это, как правило, рычаги подвески. На первый взгляд может показаться, что они служат только для того, чтобы соединять колеса с кузовом автомобиля. Это действительно так, но есть у направляющего элемента и более важная функция. Именно рычаги определяют кинематику подвески, то есть траекторию перемещения колеса, а значит – управляемость и устойчивость машины.
В зависимости от типа направляющего элемента подвески разделяют на зависимые и независимые. У первых колеса одной оси жестко связаны друг с другом жесткой балкой, мостом, а во втором случае они могут перемещаться отдельно друг от друга.
Зависимые подвески отличаются высокой прочностью и большими ходами колес, но по ряду причин (большие неподрессоренные массы, неудачная кинематика) не в состоянии обеспечить высокой плавности хода и хорошей управляемости. Поэтому на современных легковых машинах подобная ходовая часть практически не применяется. Сегодня зависимые подвески можно встретить разве что на некоторых утилитарных внедорожниках, вроде Land Rover Defender, или пикапах таких как Nissan Navara (в этом случае жесткий мост обычно у задней оси). То есть на автомобилях, рассчитанных на работу в трудных условиях.
Более распространенные модели все чаще оборудуются независимыми подвесками, которые несмотря на более сложную конструкцию, работают заметно точнее.
Взять, к примеру, подвеску на двойных поперечных рычагах. Ее по праву можно назвать классической, ведь такая схема используется в ходовой части автомобилей более полувека. Устроена она вроде бы очень просто – колесо с кузовом соединяют два размещенных друг над другом рычага, а пружина (или другой упругий элемент) с амортизатором расположены отдельно.
Но при этом такая подвеска предоставляет широчайшие возможности настройки кинематики, значит – управляемости машины. К примеру, наклоняя рычаги в разных плоскостях, инженеры могут полностью избавить автомобиль от кренов в поворотах или клевков при торможении.
Главный недостаток подвески на поперечных рычагах в том, что она достаточно громоздка, поэтому ее сложно использовать на компактных моделях. Поэтому такая схема чаще всего встречается на спортивных автомобилях, для которых поведение на дороге имеет определяющее значение, или на крупных машинах бизнес-класса и выше, где не так остро стоит проблема свободного пространства.
Впрочем, еще более широкими возможностями настройки обладает многорычажная подвеска. В этом случае за связь колеса с кузовом отвечают несколько звеньев. Подбирая их характеристики, не составляет труда, в частности, заставить машину подруливать в повороте. А вот объединить с такой схемой еще и рулевое управление – весьма сложная задача. Поэтому “многорычажка” сегодня прописалась, в основном, на задней оси автомобилей.
Да и то далеко не на всех. Зачастую на многих современных моделях еще можно встретить так называемую полунезависимую подвеску, представляющую собой продольные рычаги, соединенные упругой поперечной балкой. Такая схема – эталон компромисса.
Она проста и надежна, обеспечивает приемлемую управляемость и плавность хода, но изысканных ездовых повадок от машины с такой ходовой частью ждать не приходится.
Еще один пример подобного промежуточного решения – подвеска типа МакФерсон или "качающаяся свеча", пожалуй, самая распространенная на современных легковых автомобилях. В этой схеме амортизатор и упругий элемент объединены в единую стойку, которая вместе с нижним рычагом связывает колесо с кузовом.
В результате такая подвеска получается очень компактной и отлично сочетается с рулевым управлением, что очень важно для переднеприводных моделей с поперечным расположением мотора. Само собой, есть у МакФерсон и недостатки: неоптимальная кинематика и повышенные нагрузки на кузов, ведь львиная доля толчков и ударов воспринимается лишь одной точкой – верхней опорой стойки.
Упругие элементы
Если направляющее устройство определяет управляемость автомобиля, то его плавность хода обеспечивают упругие элементы. Они выполняют роль буфера между подвеской и кузовом, сглаживая удары и толчки от неровностей дороги.
Долгое время основным упругим элементом в подвеске легковых машин была листовая рессора – набор скрепленных между собой длинных металлических пластин. Она хорошо зарекомендовала себя еще на конных экипажах и по наследству досталась автомобилям. Впрочем, долгое время у такой конструкции просто не было достойной альтернативы, ведь рессорной подвеске не нужны рычаги – их роль выполняет сама рессора.
Вдобавок трение между ее листами так велико, что в ряде случаев успешно гасило колебания кузова и позволяло обойтись без амортизаторов. Иными словами конструкция подвески заметно упрощалась. Но со временем ее размеры, масса и неважная плавность хода перестали удовлетворять запросам потребителей. Поэтому сегодня такой упругий элемент можно встретить разве что на пикапах и некоторых утилитарных внедорожниках, для которых надежность важнее комфорта пассажиров. Правда из этого правила есть исключение. Например, на американском суперкаре Сhevrolet Corvette до сих пор используются рессоры, правда изготовленные из современных композитных материалов.
Еще один упругий элемент, утративший популярность в наши дни – это резина. Благодаря очень низкой стоимости этот материал раньше часто использовали на доступных моделях вроде легендарного Mini. Удивительно, но резиновые подвески обеспечивали неплохую плавность хода, правда лишь в определенных условиях. В мороз или жару такой упругий элемент не способен корректно работать, да к тому же еще и интенсивно изнашивается. Впрочем, резина на современных моделях по-прежнему используется – для изготовления буферов сжатия и отбоя.
Сегодня наибольшую популярность снискала пружинная подвеска. Как следует из ее названия, в данном случае роль упругого элемента выполняет витая пружина – легкая, дешевая и компактная. Но в такой подвеске без рычагов уже не обойтись, да и плавность хода опять же находится не на самом высоком уровне. Дело в том, что жесткость пружины постоянная, в то время как она должна меняться по определенному закону в зависимости от загрузки машины.
Для недорогих массовых моделей это не так важно, а вот для престижных автомобилей инженерам приходится создавать пружины сложной формы или с переменным шагом витков.
Схожими характеристиками обладает торсион – длинный упругий стержень, работающий на кручение. Зачастую он получается даже легче и надежнее пружины, но занимает слишком много места. Поэтому сегодня торсионы изредка встречаются лишь на рамных автомобилях, где такие упругие элементы можно разместить в лонжеронах.
Лучшую плавность хода обеспечивают пневматические и гидропневматические упругие элементы. В этом случае толчки от дороги воспринимает воздух или специальный газ, заключенный в специальные баллоны.
Причем, регулируя давление газа (или жидкости для гидропневматики), можно не только добиться высокого комфорта для пассажиров, но и сохранять постоянный дорожный просвет независимо от загрузки машины или принудительно менять клиренс в соответствии с дорожной обстановкой.
источник rus-auto.net