Типы подвесок


Амортизаторы

Главная
Карта
Контакты

Женские автомобили


Классификация авто

Активные подвески

В конструктивном отношении активная подвеска очень сильно отличается от традиционной схемы. В последней, напомним, все “отзвуки” движения по дорожному покрытию передаются на пассивные устройства - амортизаторы, торсионы, пружины и рессоры. Что же касается активной подвески, то все нагрузки принимает на себя пневмо, гидро или комбинированная, пневмогидравлическая, стойка. Представляет собой стойка, соответственно, пневматический, гидравлический или пневмогидравлический баллон, заполненный газом или жидкостью. В некоторых конструкциях совмещен обычный амортизатор и газовая стойка. Газ или эксплутационная жидкость подается в амортизационные элементы с помощью компрессоров из подкапотного пространства.

Главным достоинством активной подвески является возможность ее полной интеграции в компьютерную сеть автомобиля – иными словами, простым нажатием определенной кнопки можно в любой момент изменить рабочее давление в подвески, влияя на плавность хода. Да и в этом не может возникнуть необходимости – “умная” подвеска способна самостоятельно корректировать жесткость в зависимости от дорожных условий, а также препятствовать возникновению клевков и приседаний кузова и страховать автомобиль от опрокидывания.

Основным минусом активных подвесок является их высокая стоимость, однако, несмотря на это, автопроизводители постоянно совершенствуют эту конструкцию, и можно утверждать, что за активными подвесками большое будущее.

Торсионные подвески

Название торсионным подвескам дал элемент, призванный выполнять задачу, аналогичную выполняемой рессорами, пружинами или же резиновыми блоками. В отличие от перечисленных элементов, торсион работает только на скручивание, от чего и происходит его “имя” – torsion в переводе с французского языка означает скручивание.

Торсион представляет собой стальной стержень, один из концов которого жестко закреплен на раме или несущем кузове, а на другом конце установлен рычаг. Усилие на свободном конце рычага создает момент, закручивающий торсион, при этом продольная и боковая силы воспринимаются опорами торсиона и, следовательно, практически не действуют на него. Характер деформации материала, и в случае торсиона и в случае витой пружины, широко применяемой в конструкциях подвесок, абсолютно идентичен. В случае торсиона вертикальная сила, действующая на рычаг подвески, создает момент, закручивающий торсион – исходя из этого, стержень торсиона можно рассматривать как витки пружины, растянутые в одну линию.

При одинаковой длине и поперечном сечении прутка, из которого изготовлена пружина, и стержня торсиона характеристики их упругих свойств будут одинаковы, однако при этом конструктивные возможности торсионов более широки, чем конструктивные возможности витой пружины. Стержень торсиона можно сделать составным, чаще всего производители используют вариант набора плоских пластин, также существуют торсионы, составленные из многогранных стержней, собранных в пучок и конструкции из пучка круглых стержней, соединенных по концам – эти варинты позволяют торсионной подвеске, в сравнение с конструкцией, использующей витую пружину, быть долговечнее.

Одним из основных параметров, характеризующих упругость торсиона, является его длина. Стержни торсионов могут располагаться вдоль продольной оси симметрии автомобиля и поперек ее. При поперечном расположении длина торсиона ограничивается величиной колеи автомобиля. На концах торсионов с каждой стороны автомобиля закрепляются рычаги подвески с продольной плоскостью перемещения, возможно также использование гидравлических телескопических амортизаторов.

При продольном расположении торсионов, их длина конструктивно не столь жестко ограничена, в итоге подвеска получается мягкой, нисколько не уступая по этому параметру пружинным или рессорным конструкциям, к тому же данная конструкция очень удобна для больших автомобилей.

Основной производственной сложностью при создании торсионной подвески является сложность изготовления и обработки торсионных валов. Поверхностное упрочнение стрежней торсионных валов, пластическая осадка и прочие меры, обеспечивающие высокие характеристики упругости, прочности и устойчивости к образованию трещин используются, и в случае витых пружин и листовых рессор и торсионов, однако в последнем случае стоимость процедур значительно выше. Однако главной проблемой торсионных подвесок, сдерживающих их еще более широкое применение в конструкциях автомобилей, является тот момент, что два игольчатых подшипника, устанавливаемых с каждой стороны в местах присоединения колесных рычагов к задней балке имееют склонность к рассыпанию, что может привести в итоге к серьезным финансовым вливаниям на починку автомобиля.

Данный тип подвесок имеет давнюю историю – к примеру, такие фирмы, как Renault и Peugeot вот уже на протяжении без малого половины века используют торсионные подвески в своих автомобилях. Помимо этого достаточно широко используют торсионы в своих конструкциях американские и, отчасти, японские автопроизводители.

Независимые подвески McPherson

Шотландский инженер МакФерсон, работавший на заводах Форда, поставил целью упростить технологию сборки передней независимой автомобильной подвески. В то время традиционная передняя подвеска, состоявшая из пары расположенных друг над другом поперечных треугольных/вильчатых рычагов, соединенных шкворнем, присоединялась к поперечине несущего кузова или лонжеронной рамы в четырех точках с каждой стороны. Данная конструкция была достаточно трудна при сборке – в условиях массового производства автомобилей.

МакФерсон предложил крепить подвеску только в двух точках с каждой стороны - не считая, разумеется, стабилизатора, амортизатор, при этом, обретал роль направляющего элемента подвески. На каждое колесо приходился один нижний поперечный одинарный рычаг. Рычаг не мог передавать продольные усилия, к примеру, при торможении - для этой проблемы стало использоваться плечо стабилизатора поперечной устойчивости. Вместо традиционного верхнего рычага использовалась пружина и соосный с ней амортизатор, которые в верхней части соединялись посредством мягкой резиновой подушки с кузовом. Вместо шкворня его задачи выполнял телескопический амортизатор, у которого относительно штока поворачивался жестко связанный с цапфой колеса “стакан”. Весь узел подвески мог обходиться без поперечины.

С производственной точки зрения конструкция несомненно была в выигрыше, однако по эксплуатационным характеристикам выявился ряд недостатков - при вертикальном ходе колеса нижний рычаг описывал дугу, и точка контакта шины с дорожным покрытием постоянно перемещалась вправо- влево, к тому же заметно изменялся угол развала колес. Среди прочих минусов конструкции - излишняя чувствительность к дисбалансу колес, усиленное трение между штоком и цилиндром амортизатора, приводящее к износу, повышенная передача на кузов дорожных вибраций и шумов, а также недостаточная жесткость в продольном направлении пары “рычаг – плечо стабилизатора”.

С другой стороны, компактность такой конструкции подвески заставила конструкторов не отказаться от схемы МакФерсона, а прикладывать усилия на ее совершенствование. В случае переднего привода весьма удобна поперечная установка двигателя, а с таким расположением силового агрегата могла сосуществовать только подвеска МакФерсона. Инженеры – “последователи” МакФерсона вернулись к треугольному рычагу, имевшему две, а не одну точку опоры в продольном направлении – такое решение позволяет повысить жесткость. Пружина была смещена относительно оси амортизатора, к тому же и пружину и амортизатор стали устанавливать наклонили внутрь – с целью получить отрицательное плечо обкатки. Все это позволило значительно снизить трение в амортизаторной стойке и уменьшить износ. Для того, чтобы улучшить звукоизоляцию кузова в конструкцию вернули также поперечину подвески – подрамник, который соединяется с кузовом через резиновые подушки. В верхней опоре амортизаторной стойки шток был соединен с кузовом посредством резиновой шайбы, имеющей особую конструкцию. Для пружины ввели упорный шариковый подшипник. Несколько позже для облегчения ремонта стойки цапфу колеса и стойку стали делать раздельными и соединять болтами.

Эти решения позволили устранить массу неприятных нюансов, однако, к сожалению, не все – осталась проблема произвольного изменения развала колес и перемещения точки контакта шины с дорожным покрытием. Однако эта задача практически нерешаема, однако с течением времени конструкторы прикладывают все усилия, чтобы и этот нюанс свести к минимуму. Таким образом, можно сказать, что за шесть десятков лет совершенствования конструкции, созданной МакФерсоном, этот тип подвески стал вполне работоспособным, что доказывается ее широким применением в легковых автомобилях малого и среднего классов, а также частично большого.

Зависимые подвески

Перемещение одного из колес автомобиля с зависимой подвеской в поперечном направлении передается другому колесу, что приводит к наклону кузова. Причина - жесткая связь между правым и левым колесами.

Существует несколько основных типов зависимой подвески. Неразрезная балка-мост с упругим элементом в виде рессоры называется зависимой рессорной подвеской. Она состоит непосредственно балки с размещенным внутри редуктором, полуосями, подшипником, тормозным щитом, тормозным механизмами и ступицами колес, а также самих колес автомобиля. Балка посредством кованых скоб соединяется с рессорой, рессора передним концом при помощи осевого шарнира жестко соединяется с кузовом, задний конец оснащен серьгой, которая при сжатии рессоры обеспечивает плавное изменение ее длины.

Второй тип - зависимые подвески с пружинным элементом. Такая конструкция состоит из балки с редуктором, полуосями, подшипником, тормозным щитом, тормозным механизмами и ступицами колес, колес автомобиля, а также из пружин, амортизаторов и одной поперечной и четырех продольных реактивных тяг, которые обеспечивают жесткость относительно продольной и поперечной осей автомобиля.

В рессорных зависимых подвесках продольную жесткость обеспечивают рессоры, которые, за счет внутреннего трения листов обладают значительным демпфированием колебаний и по комфортности превосходят пружинные элементы.

Передние зависимые подвески представляют из себя практически неизмененную заднюю подвеску, однако выполненную в сочетании с поворотными шарнирами.

Что касается плюсов зависимых подвесок легковых автомобилей, то они отличаются неприхотливостью в обслуживании и простотой конструкции. В сочетании с упругими рессорными элементами зависимые подвески обеспечивают достаточный уровень комфорта движения. Из минусов зависимых подвесок отметим то, что в классическом варианте конструкции они не всегда отвечают требованиям управляемости автомобиля – к примеру, на скоростных участках дорожных покрытий с неровностями автомобиль с зависимой подвеской склонен к уводу в сторону.


Независимые подвески

Независимые подвески, в отличие от зависимых, в целом характеризует отсутствие жесткой связи между колесами одной оси – иными словами, каждое колесо подвешено независимо от другого, в результате чего при попадании одного из колес на неровность дорожного покрытия, его колебания не передаются другому, уменьшается наклон кузова и во время движения повышается в целом стойкость автомобиля.

Конструкции независимых подвесок отличаются большим разнообразием, однако все их можно разделить на два основных типа - свечные и рычажные. К первым относятся подвески системы McPherson, ко вторым – поперечнорычажные, двухрычажные, продольнорычажные и косорычажные подвески.

Знаменитые подвески McPherson являются наиболее распространенным вариантом независимых подвесок. Среди же рычажных независимых подвесок наибольшей конструкторской популярностью пользуются поперечнорычажные конструкции, применяемые и в болидах Формулы-1 и в Хаммерах. В целом главным плюсом всех рычажных подвесок является то, что они конструктивно просты и отвечают всем требованиям управляемости автомобиля.

ЗАО "АВТОМИГ" 141980, Моск. обл., Дубна г., Октябрьская ул., д. 21
т +7(49621) 2-4688