Полунезависимая и независимая пружинная подвеска. Независимая подвеска автомобиля Зависимая и независимая подвеска автомобиля

Подвеска автомобиля - один из главнейших узлов автомобиля, о свойствах и важности которого лишний раз говорить нет смысла. Так как именно подвеска является тем важнейшим звеном, которое соединяет кузова (рамы) автомобиля с дорожным покрытием.

Самой основной функцией подвески является:

1. Соединение колеса с рамой или кузовом.

2. Подвеска обеспечивает необходимую плавность движения и необходимый ход (перемещение) колес по отношению к несущей части автомобиля.

3. Передача моментов и силы, которая возникает при взаимодействии колес и дороги, на несущую часть машины.

Основные свойства подвески:

2. Упругость – восприятие и направление вертикальных сил реакции, которые возникают при неровностях дороги.

3. Амортизация – необходима для погашения колебаний несущей части авто, которые возникают из-за плохих дорожных условий.

Классификация автомобильной подвески

Подвеска автомобиля бывает двух основных типов: зависимая и независимая подвеска. В свою очередь каждый вид подвески в зависимости от предназначения и функционала, делится на различные модификации и виды.

Зависимая подвеска автомобиля – это особая конструкция принцип работы, которой заключается в жёстко связанных между собой обеих колес оси. Перемещение каждого из них, так или иначе, повлияет на другое.

Что такое независимая подвеска? Этот вариант конструкции подразумевает автономность (независимость) каждого из колес друг от друга. Находясь на одной оси колеса, никак не связаны между собой, и практически не влияют на положение и работу каждого из них. Установочные параметры: развал колес, колея, база при работе независимой подвески могут меняться.

Современная подвеска автомобиля серьезно эволюционировала, и на сегодняшний день – это довольно сложная и почти совершенная конструкция, способная одновременно сочетать в себе гидравлические, механические, пневматические и электрические качества. С появлением электронных систем водителю стало доступно управление подвеской, при помощи которого можно добиться максимально точной настройки подвески, для комфортной или же наоборот более агрессивной езды и управляемости.

Рассмотрим основные типы автомобильных подвесок

Зависимая подвеска автомобиля. В качестве примера такого типа подвески можно рассмотреть, к примеру, заднюю зависимую подвеску, которыми оснащены заднеприводные автомобили, к примеру, Жигули «классика». Основным недостатком такого варианта является большой вес конструкции, более того, если мост выполняет функцию ведущего моста, будет потеряна плавность хода.

Есть среди такого рода устройств и условно-промежуточные вариации подвески. Представителями такого класса является полузависимая, а также полунезависимая подвеска.

Полузависимая подвеска или торсионно-рычажная, зачастую применяется в производстве компактных автомобилей. Такой вариант подвески собой представляет что-то среднее между подвеской на продольных рычагах и зависимой подвеской. Более того, кроме того, что она занимается восприятием боковых сил, она также выполняет функции стабилизатора.

Полунезависимая задняя подвеска автомобиля. Почему именно задняя? Потому что такой тип подвески применяется исключительно сзади. Сама конструкция представляет собой: два продольных рычага, которые соединены между собой посредине при помощи поперечины. Такой тип подвески используется только на неведущих мостах. Среди преимуществ такого типа подвески: компактность, легкость и легкость установки.

Независимая подвеска автомобиля. Традиционным и вместе с тем самым распространенным типом независимой подвески, который применяется в массовом производстве, и установлен на большинстве современных переднеприводных автомобилях, является - McPherson (Макферсона), это двухрычажный, а также многорычажный вариант подвески.

У каждого из выше представленных типов подвески свои преимущества, недостатки и особенности. Самой эффективной, пожалуй, является многорычажный тип автомобильной подвески, однако она имеет высокую стоимость и дорогая в производстве, как правило применяется на автомобилях представительского или премиум-класса.

Подводя итоги

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что по большому счету широким массам как правило, не так уж и важно, каким количеством рычагов оснащена передняя или задняя подвеска его автомобиля, самое главное, чтобы автомобиль выполнял свою основную функцию и был при этом: комфортным, безопасным, удобным и надежным средством передвижения.

- 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: 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.

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.

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.

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.

Установку пневмоподвесок очень любят тюнингисты всех мастей. И, как обычно, кто-то хочет пониже, кто-то повыше.

Зависимая и независимая подвеска

Все слышали выражение «у него независимая подвеска по кругу». А что же это значит? Независимой подвеской называется такая подвеска, когда каждое колесо совершает ходы сжатия и отбоя (вверх и вниз) не оказывая влияния на перемещения других колес.

Независимая подвеска типа МакФерсон с L или А-образными рычагами - сегодня самый распространенный тип передней подвески в мире. Простота и дешевизна конструкции совмещаются с неплохой управляемостью.

Зависимой называется такая подвеска, когда колеса объединяет одна жесткая балка. При этом ход одного колеса, например вверх, сопровождается изменением угла наклона другого колеса относительно дороги.

Раньше такие подвески применялись весьма широко - взять хоть наши Жигули. Теперь только на серьезных внедорожниках с мощной неразрезной балкой заднего моста. Зависимая подвеска хороша только своей простотой и используется там, где по условиям прочности необходим жесткий неразрезной мост. Еще есть полузависимая подвеска. Такая используется на задней оси недорогих автомобилях. Она представляет собой упругую балку, которая связывает оси задних колес.

Независимая подвеска – самый популярный вид подвесок. Он отличается от других тем, что каждое колесо не влияет на другие, и между колесами нет жесткой связи. Типов независимой подвески существует много, но самой популярной остается многорычажная «МакФерсон». Она отличается от других хорошими характеристиками и сравнительно низкой стоимостью.

Типы независимых подвесок

В такой подвеске применяется две полуоси вместо одной. Каждая ось закрепляется на шасси с помощью шарнира, благодаря чему обеспечивается перпендикулярное положение колеса по отношению к полуоси. Помимо этого, при поворотах боковые силы подвески могут подбрасывать машину, из-за чего страдает устойчивость автомобиля. Чаще всего этот вид подвески используется для грузовых машин.

Этот тип подвески заключается в том, что каждое колесо на одной оси с обеих сторон прикрепляется к рычагу, намертво закрепленного на раме. При использовании этой подвески может изменяться колесная база, но колея остается такой же, как и была. Устойчивость этого типа независимой подвески автомобиля не отличается хорошими характеристиками, из-за чего колеса могут поворачиваться вместе с кузовом. Это негативно сказывается на сцеплении шин с дорогой. При движении продольные рычаги берут на себя всю нагрузку со всех направлений. По этой причине данному типу подвески не хватает жесткости и утяжеления. Плюсом подвески на продольных рычагах является возможность сделать ровный пол в машине, благодаря чему внутри увеличивается объем салона. Такая подвеска нередко применяется в производстве легких прицепов.

Подвеска Дюбоне

Этот тип независимой подвески автомобиля применялся на машинах в первой половине ХХ века. На каждом борте автомобиля был рычаг с реактивной тягой. Рычаг оказывал действие на пружину, а реактивная тяга соединялась с кожухом, в котором находилась пружина и передавала усилия при торможении. Этот тип подвески не прижился, потому как из кожуха постоянно вытекала жидкость.

Данный тип подвески – это всего лишь усовершенствованная подвеска на продольных рычагах. Она используется для ведущей оси. Конструкция подвески делает минимальной вероятность изменения ширины между колесами, а также оказывает влияние кренов на наклон колес. Когда во время поворота усиливается подача топлива, задняя часть машины немного приседает, из-за чего происходит развал передних колес. Когда уменьшается подача топлива, передняя часть становится ниже, а задняя часть машины поднимается.

С каждой стороны подвески есть два рычага, которые крепятся на раму внутри на эластичном креплении. Снаружи они соединяются со стойкой колеса. Преимущество данного типа подвески в том, что у Вас есть возможность отрегулировать все необходимые параметры и ее характер во время работы. Эта подвеска очень популярна на , потому как на ней можно отрегулировать:

• Высота центров крена;
• Ширину колеи;
• Развал колес;
• Продольные и поперечные показатели;

В данном типе подвески имеется направляющая стойка и дополнительный нижний рычаг. Это позволяет качаться, когда работает верхний шарнир. Макферсон – это продолжение свечной подвески. Поворотный кулак скользит вверх и вниз по раме направляющей, которая обеспечивает поворот. Тип подвески макферсон очень популярен, потому как подвеска этого типа проста, компактна и недорогая.

Многорычажная подвеска – это подвид подвески на двойных поперечных рычагах. Они применяются на машинах с задним приводом. Долгое время ее использовали спереди, но потом конструкторы смогли повысить управляемость и устойчивость машины. В новой подвеске уже не было ввинчивания.

Недостатки и преимущества независимых подвесок

В основном, этот тип подвески используется на . Они лучше переносят выбоины на дорожном покрытии. Когда одно колесо попадает в яму, на втором это никак не сказывается. Если машина на большой скорости попадает в большую яму, то у нее меньший риск перевернуться, если установлена независимая подвеска автомобиля . Машины с этим типом подвески более безопасны и мобильны. Также у них более высокий уровень сцепления с дорогой, что отчетливо видно на хорошей скорости.

Главный недостаток подвесок такого типа – это более высокая вероятность того, что она быстрее выйдет из строя, чем . Этот момент хорошо заметен во время поездки по горным дорогам, когда одно колесо идет по препятствию, а второе идет по своей траектории. Из-за этого клиренс становится меньше, в результате чего может повредиться дно машины. Одно можно сказать точно: асфальтовые дороги – стихия независимых подвесок автомобилей.

Схема подвески на двойных рычагах

Подвеска на двойных рычагах представляет собой классическую независимую подвеску, состоящую из двух рычагов, расположенных друг над другом, раздвоенные стороны которых крепятся к кузову, а противоположные концы с помощью шарниров к верхней и нижней частям поворотной цапфы .

Подвеска на двойных рычагах

Таким образом, ступица переднего колеса может поворачиваться вокруг двух шарниров при повороте. Конструктивно только один из рычагов может иметь вильчатую форму, другой может быть одинарным.
Если рычаги такой подвески будут иметь одинаковую длину, то при вертикальных перемещениях колеса его развал не будет изменяться. Однако при крене кузова на повороте внешнее, более нагруженное, колесо, будет наклоняться под углом, равным углу крена, а это может привести к нарушению устойчивости. Поэтому обычно верхний рычаг делают короче нижнего. При такой конструкции подвески вертикальное перемещение колеса изменяет угол развала, но при поворотах повышается устойчивость, потому что более нагруженное колесо располагается вертикально к дорожной поверхности и имеет лучшее сцепление с дорогой.

Схема торможения автомобиля с подвеской на двойных рычагах. Наклон рычагов подвески дает возможность избежать «клевков» кузова при торможении

Подвески на двойных рычагах современных автомобилей имеют не только разную длину рычагов, но и наклон рычагов в горизонтальной плоскости.
Подвеска с такой геометрией дает возможность избежать «клевков» кузова при торможении и интенсивном разгоне. Обычно с этой целью наклоняют оси, с помощью которых осуществляется крепление подвески к кузову и относительно которых поворачиваются рычаги.

Передняя подвеска автомобиля Jaguar S-type имеет двойные поперечные рычаги и очень длинный рычаг поворотной цапфы. Такая конструкция обеспечивает большое пространство для размещения агрегатов под капотом автомобиля

К недостаткам такого типа подвески следует отнести то, что она занимает довольно много места по ширине автомобиля, а это создает определенные сложности в размещении поперечно расположенного силового агрегата. Сейчас многие конструкторы используют в таких подвесках поворотные цапфы с большой длиной верхнего рычага (больше радиуса колеса), что позволяет увеличить пространство для размещения двигателя и коробки передач.
В последнее время все чаще вместо раздвоенных нижних рычагов используются рычаги, L-образной формы. Более длинная часть такого рычага крепится к кузову через эластичные втулки, обладающие хорошей демпфирующей способностью, что дает возможность эффективно гасить вибрации, передающиеся на кузов, и в то же время не происходит существенного изменения положения колеса. В качестве упругих элементов подвесок на двойных рычагах могут применяться пружины, торсионы, пневматические и гидропневматические устройства.

Автомобиль разнообразен настолько, что порой его трудно с чем-то сравнивать. Условия современного мегаполиса и разбитые просёлки, заброшенные лесные просеки и залитая водой грунтовка или участки пустыни – везде он выполняет свою основную задачу – перевозит людей и грузы. Автомобили должны, как минимум, быть приспособлены для разных условий эксплуатации. Наверно поэтому будет достаточно интересно обратить внимание на те конструктивные особенности, которые позволяют автомобилю работать в настолько различающихся условиях. Одним из таких элементов конструкции является подвеска.

О подвеске в целом

Подвеска в машине:

• соединяет кузов или раму с колесами;

• обеспечивает нужное движение колес по отношению к раме или кузову и передаёт на них возникающие при движении силы;

• определяет управляемость, а также плавность хода машины, демпфирует часть воспринимаемой нагрузки.

За всю историю автомобиля разработчики создали самые разнообразные виды подвесок, но они могут быть разделены в основном на два больших класса, рассмотренные ниже.

Зависимая

Такой тип подвески достался автомобилю исторически, в наследство от телег и карет. Именно такой она была на первых машинах, такой же оставалась достаточно долгое время. Что она собой представляет, можно видеть на приведённом ниже рисунке:

Как из него видно – это два колеса, соединенные сплошной осью. Другим названием такой конструкции будет мост (передний или задний), и зачастую он включает в себя элементы трансмиссии. Характерная особенность – положение одного колеса оказывает влияние на другое. В случае перемещения одного колеса по вертикали, как показано на рисунке, это приводит к изменению площади контакта другого колеса с поверхностью, что влияет на управляемость, особенно на высокой скорости.

Зависимая подвеска может быть выполнена различным образом. В качестве узлов и деталей в ней могут использоваться разнообразные упругие элементы, рессоры (продольные или поперечные), пружины и т.д.

Из фотографии видно – зависимая подвеска отличается достаточно высокой прочностью, что является преимуществом при движении по бездорожью. Для обеспечения нормальной эксплуатации такая конструкция предусматривает значительный клиренс, а это также считается достоинством при передвижении вне дорог. Раз уж мы говорим об использовании автомобиля в подобных условиях, нельзя обойти молчанием факт, что зависимая подвеска допускает большие хода, значительно повышающие возможности машины в случае движения по пересеченной местности.

Таким образом, не вдаваясь в варианты построения зависимой подвески, можно сформулировать ее положительные характеристики :

— простота конструкции;
— прочность;
— дешевизна;
— устойчивость к повреждениям;
— проходимость.

Однако ради объективности необходимо отметить недостатки :

— недостаточная управляемость, особенно при высокой скорости движения;
— незначительный уровень комфорта;
— неинформативное рулевое управление.

Независимая

Что она собой представляет, понятно из рисунка ниже:

Из него ясно видно, что перемещение в вертикальной плоскости одного колеса никоим образом не отражается на положении другого. Это положительно сказывается на контакте колеса с поверхностью и, соответственно, управляемости автомобиля.

В конструкции независимой подвески используются разные элементы – пружины, разнообразные рычаги, торсионы. Существует множество различных вариантов, как может быть выполнена независимая подвеска. Так, один из распространённых ее видов – подвеска Макферсона, а также торсионная.

Тем не менее, несмотря на значительное разнообразие, нельзя не отметить ее особенности. К ним относится меньшее значение неподрессоренной массы.

Это понятие включает в себя суммарную массу всех элементов конструкции, через упругие элементы воздействующую на дорогу. Если у зависимой подвески они достаточно велики, что ухудшает управляемость, то для независимой эта величина значительно меньше.

Длительная ее эксплуатация позволила выявить положительные свойства , к которым относятся:

— хорошая управляемость автомобилем, особенно на высокой скорости;
— высокая информативность при управлении;
— возможность настройки параметров подвески под конкретные условия движения;
— повышенный комфорт при движении

Несомненно, что это все отражается положительно на автомобилях, эксплуатируемых в условиях города и на твердом (асфальтовом) покрытии. Однако не бывает все только хорошо, всегда есть недостатки, и они делают такую подвеску малопригодной для условия бездорожья.

Среди ее недостатков надо отметить:

— короткие ходы подвески;
— достаточно большое число деталей и, как следствие, повышенная вероятность их повреждения в сложных дорожных условиях:
— трудности в полевых условиях ремонта поврежденной подвески;
— высокая стоимость обслуживания и трудность регулировки.

Что и как используется на современных автомобилях

Здесь надо сразу отметить, что разработчики автомобилей в зависимости от их назначения используют самые разные варианты, в том числе комбинируя разнообразные типы подвесок. Так, имеет обе зависимые подвески, но его назначение – преодоление бездорожья, при этом уровень комфорта в нем несравним с предоставляемым обычными паркетниками. Если в условиях бездорожья он король, то при движении в городе резко теряет все свои преимущества.

Нива имеет переднюю независимую подвеску и зависимую заднюю. Это позволяет ей быть более динамичной в городе и на трассе, обеспечивает достаточную проходимость при движении на легком бездорожье. В то же время наличие дополнительных устройств, таких как и пониженная передача, позволяет ей хоть и ограниченно, но достаточно свободно передвигаться в сложных дорожных условиях.

Что касается многочисленных кроссоверов и паркетных джипов, то их место обитания – город и асфальтовое покрытие, ну может быть, пикник на опушке в ближайшем пригородном лесу или дорога на дачу. Для преодоления мало-мальски серьезного бездорожья они не пригодны. В этом случае требуется особый вид автомобиля, который раньше назывался вездеход, и УАЗ один из них.

Одним из факторов, ограничивающих использование кроссоверов на бездорожье, является подвеска. Во многом она и определяет, насколько автомобиль пригоден к движению в сложных дорожных условиях.

Созданы и применяются самые различные варианты подвесок, но конструкция каждой из них предполагает использование автомобиля в определенных условиях. Выбирая себе автомобиль, нужно понимать, что нет универсального варианта, способного двигаться, как болид формулы 1, и преодолевать бездорожье, как БТР.