История появления
Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.
Первым способом создать упругую «прослойку» между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.
Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.
Назначение, основные составляющие
Подвеска в автомобиле выполняет ряд важнейших функций:
- Обеспечивает упругое крепление колес к кузову (что позволяет им перемещаться относительно несущей части);
- Гасит колебания, получаемые колесами от дороги (тем самым достигается плавность хода авто);
- Обеспечивает постоянный контакт колеса с дорожным полотном (сказывается на управляемости и устойчивости);
С момента появления первого авто и по наше время было разработано несколько видов этой составляющей ходовой части. Но при этом создать идеальное решение, которое устраивало бы по всем параметрам и показателям так и не удалось. Поэтому из всех существующих типов подвесок автомобиля выделить какую-то одну невозможно. Ведь в каждой из них имеются свои положительные и отрицательные стороны, которые и предопределяют их использование.
В целом любая подвеска включает в себя три основных составляющих, каждая из которых выполняет свои функции:
- Упругие элементы.
- Демпфирующие.
- Направляющие системы.
В задачу упругих элементов входит восприятие всех ударных нагрузок и плавная передача их на кузов. Дополнительно обеспечивают постоянный контакт колеса с дорогой. К этим элементам относятся пружины, торсионы, рессоры. Ввиду того, что последний тип – рессоры, практически сейчас не используются, далее рассматривать подвеску, в которой они использовались – не будем.
Наибольшее распространение в качестве упругих элементов получили витые пружины. На грузовых же авто нередко используется еще один вид – пневмоподушки.
Демпфирующие элементы используются в конструкции для гашения колебаний упругих элементов путем их поглощения и рассеивания, что предотвращает раскачивание кузова во время работы подвески. Эту задачу выполняют амортизаторы.
Направляющие системы связывают колесо с несущей частью, обеспечивают возможность перемещения по требуемой траектории, при этом с удержанием его в заданном положении относительно кузова. К этим элементам относятся всевозможные рычаги, тяги, балки, и все остальные компоненты, принимающие участие создании подвижных соединений (сайлент-блоки, шаровые опоры, втулки и т. д.).
Подвеска автомобиля – это набор тесно работающих друг с другом устройств, основная функциональная особенность которых является обеспечение упругой связи, подрессоренной с не подрессоренной массой. Кроме того, подвеска облегчает нагрузку на подрессоренную массу, равномерно распределяя динамику по всей конструкции. Среди наиболее основных узлов, в подвеске современного автомобиля выделяют:
- упругий элемент – обеспечивает более плавный ход, так как снижает воздействие вертикальной динамики на массу;
- демпфирующий элемент – получаемые в процессе нагрузок колебания, переводит в тепловую энергию, тем самым нормализуя динамику езды (по-другому называется «автомобильный амортизатор»);
- направляющий элемент — производит обработку боковой и продольной кинетики на перемещающиеся колеса автомобиля.
Независимо от типа подвески и конструкционных отличий автомобиля, общее предназначение подвески заключается в гашении поступающих вибраций и шумов, а также сглаживании колебаний, возникающих при езде на неровной поверхности. В зависимости от функциональных особенностей автомобиля (у небольшой Smart модели, и полноприводного SUV’a они, согласитесь, заметно разнятся) тип и конструкция подвески автомобиля будут отличаться.
Есть кузов и есть колеса. Возникает вопрос: как подсоединить колеса к кузову, чтобы была возможность управлять автомобилем, передавать непрерывно на ведущие колеса тягу от двигателя и в то же время комфортно преодолевать все неровности дорог с различными покрытиями и без этих самых покрытий? При этом связь колес с кузовом должна быть достаточно жесткой, чтобы автомобиль при выполнении каких-либо маневров просто-напросто не перевернулся. Ответ прост – установить колеса на промежуточное звено. В качестве такого звена используют подвеску.
Элементы подвески должны иметь как можно меньший вес и обеспечивать максимальную изоляцию от дорожных шумов. Помимо этого, следует отметить, что подвеска передает на кузов силы, возникающие при контакте колеса с дорогой, поэтому ее проектируют таким образом, что она обладает повышенной прочностью и долговечностью (смотрите рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 Силы, действующие на колесо при его движении по дороге.
В связи с высокими требованиями, предъявляемыми к подвеске, каждый из ее элементов должен проектироваться по определенным критериям, а именно: применяемые шарниры должны легко поворачиваться, но в то же время быть достаточно жесткими и вместе с тем обеспечивать шумоизоляцию кузова, рычаги должны передавать силы, возникающие при работе подвески во всех направлениях, а также воспринимать усилия, которые возникают при торможении и наборе скорости; при этом они не должны быть слишком тяжелыми или дорогими в изготовлении.
«МакФерсон»
«МакФерсон» — одна из самых дешевых разновидностей независимых подвесок. В ее конструкцию входит рычаг, стабилизатор поперечной устойчивости, пружина и амортизатор. Благодаря последнему машина при преодолении препятствий раскачивается вверх-вниз. Такие колебания воспринимаются телом комфортнее, чем из стороны в сторону. Кстати, за это телескопический амортизатор, используемый в «МакФерсоне», прозвали «качающейся свечой».
Конструкция несовершенна: из-за «МакФерсона» меняется угол развала (наклона) колес. Но именно ее из-за низкой стоимости обслуживания и превосходной управляемости до сих пор используют во всех автомобилях эконом- и среднего класса. «МакФерсон» установлен, например, на Volkswagen Golf, известный своей отменной управляемостью. Стоимость ремонта подвески на десятилетнем «Гольфе» обойдется от 2 до 10 тыс. рублей. Запчасти тоже недорогие — от 400 до 1 500 рублей.
Разновидности подвесок по упругости
Жесткая подвеска, как правило, используется на спортивных автомобилях, потому что она больше всего годится именно для быстрой езды, где необходимо оперативное и четкое реагирование на водительское маневрирование. Эта подвеска придает машине максимальную устойчивость и минимальный дорожный просвет. Кроме того, благодаря именно ей усиливается сопротивление крену и кузовному раскачиванию.
Мягкая подвеска устанавливается в основной массе легковых машин. Ее достоинство в том, что она достаточно качественно сглаживает дорожные неровности, но с другой стороны машина с такой конструкцией подвесок более склонна к заваливаниям, и при этом хуже управляется.
Винтовая подвеска нужна в тех случаях, когда возникает необходимость в изменяемой жесткости. Она сделана в виде стоек-амортизаторов, на которых сила тяги пружинного механизма регулируется.
Многорычажная
Многорычажка — еще один тип самых распространенных независимых подвесок, устанавливаемых на городские автомобили. В ее конструкцию входят подрамник, на который крепятся сайлентблоки, и шаровые шарниры, которые смягчают удар при попадании в яму, например.
Машина с такой подвеской едет плавно и хорошо управляется: без кренов, раскачки и потери траектории. Однако, по сравнению с тем же «МакФерсоном», она отнюдь не бюджетная и запчасти дорогие. Например, детали и ремонт многорычажки на Mitsubishi Lancer X 2007 года обойдутся примерно в 40-60 тыс. рублей.
Многорычажную подвеску устанавливают на автомобили бизнес-класса, а благодаря независимости колес друг от друга она подходит и для внедорожников. Ее устанавливают как на переднеприводные, так и на заднеприводные автомобили такие, как Audi, BMW, Mercedes-Benz, Porsche.
Иные виды
Выше рассмотрены основные виды подвесок, применяемые на автомобилях. Но типов их несколько больше, хотя остальные сейчас не используются. Такой к примеру, является подвеска «ДеДион».
В целом, «ДеДион» отличалась не сколько конструкцией подвески, а устройством трансмиссии заднеприводных автомобилей. Суть разработки сводилась к тому, что главная передача была вынесена из конструкции заднего моста (она жестко крепилась к кузову, а передача вращения выполнялась полуосями со ШРУСами).
Подвеска De Dion
Также стоит упомянуть об активной (она же – адаптивная) подвеске. Она не является каким-то отдельным типом, а является, по сути, независимой подвеской, и отличается от описанных выше некоторыми конструктивными нюансами.
В этой подвеске используются амортизаторы (гидравлические, пневматические или комбинированные) с электронным управлением, что позволяет в некотором роде менять параметры работы этого узла – повышать и понижать жесткость, увеличивать клиренс.
Но ввиду сложности конструкции встречается она очень редко и только на автомобилях премиум сегмента.
Loading…
Пружинная
Пружины используют в полузависимых и независимых типах подвески. На современных легковых автомобилях спереди устанавливают амортизаторы и пружины, а сзади — почти всегда полузависимые пружины.
В независимом типе каждое колесо имеет свой ход и не зависит от других. Часто конструкция основывается на продольных или прямых рычагах. Прямые всегда очень тяжелые. Из-за этого появляются вибрации, ухудшается плавность хода, увеличивается расход топлива. Продольные рычаги используются для заднеприводных автомобилей на ведущем мосту. В отличие от прямых рычагов в эту конструкцию добавляется еще и шарнир. Вся конструкция получается тяжелой.
Полунезависимая пружинная подвеска устанавливается на легковые автомобили A, B и C-сегмента, например, на модели от LADA, Renault и Honda. Ее особенность заключается в балке, соединяющей два продольных рычага. Эта конструкция позволяет колесам двигаться вверх и вниз независимо друг от друга. Во время движения, разгона и при торможении на балку воздействуют физические силы, например, скручивание. Чтобы корректировать жесткость балки, на нее часто устанавливают электромотор.
Такая подвеска недорого обходится заводу, поэтому не удорожает конечную стоимость автомобиля. Ее ремонт несложен. Он, как правило, заключается в замене пары сайлентблоков. Весь набор запчастей для задней подвески Volkswagen Golf, например, будет стоить около 30 тыс. рублей. Срок службы зависит от того, как водитель использовал автомобиль: по каким дорогам ездил, объезжал ли ямы, следил ли за состоянием машины и т. д. «Родная» подвеска на VW Golf, к примеру, живет около 100 тыс. км.
Пневматическая
В пневматической подвеске амортизаторы и пружины заменяет воздух в пневмобаллоне, который устанавливается на все колеса. Давление в каждом отдельном баллоне может меняться. Благодаря этому автобусы наклоняются на остановках, чтобы пассажирам было удобнее выходить и заходить в салон.
Эта же система в легковых авто позволяет сохранять дорожный просвет даже при полной загрузке салона. На скорости автомобили с пневмой «приседают» на дорогу, это улучшает аэродинамику и сокращает крены в поворотах.
Пневматическую подвеску устанавливают на одну из осей или на все. Например, для внедорожников иногда используют подвеску сразу на двух осях, чтобы сохранить высокий клиренс и позволить преодолеть самые тяжелые участки. На легковых авто ее используют только на задней оси, так как им попросту не нужна сложная конструкция на обеих осях.
Пневма на данный момент — самый комфортный тип подвески. Но за комфорт приходится платить высокой ценой конструкции и низким рабочим ресурсом. Первые поломки случаются уже на 50-60 тыс. км пробега, стоимость восстановления зависит от автомобиля, бренда и конфигурации. Например, если владелец Skoda Octavia захочет установить на седан пневму, ему потребуется не меньше 200 тыс. рублей. Самыми бюджетными машинами с пневматической подвеской считаются KIA Mohave, Audi A6, Volvo S90, Volvo XC60, Mercedes-Benz E-klasse.
Автомобиль с каким типом подвески выбрать
У сервисменов существует поверье: чем жестче подвеска отрабатывает неровности, тем она надежнее. В 2019 году самой современной подвеской считается пневма. Она лучше отрабатывает неровности, позволяет менять наклон автомобиля, делать его выше или ниже. Она комфортна для всех пассажиров и положительно влияет на управляемость модели, но стоит дорого и выходит из строя быстро. Такой тип не стоит выбирать у подержанных машин, ведь они уже продаются с проблемной подвеской.
Более простым и надежным выбором будет сочетание «МакФерсона» спереди и многорычажки сзади. Чем проще конструкция, тем дешевле стоимость авто и ремонт ходовой части.
