Двухрычажная передняя подвеска автомобиля

В чем преимущества подвески на двойных поперечных рычагах перед МакФерсоном

Что такое подвеска на двойных поперечных рычагах?

Вот что делает подвеску с двойными поперечными рычагами превосходящей более распространенную конструкцию типа МакФерсон

Когда начинают говорить о вновь появившемся новом захватывающем спортивном автомобиле или суперкаре, можно заметить, что обычно начинают рассказ с того важного факта, что автомобиль получил «подвеску на двойных поперечных рычагах». Это довольно неплохая конструкция (еще бы она была плохой, иначе ее бы не использовали на дорогих гоночных моделях автомобилей), об этом знают, пожалуй, все. Но в чем преимущества конструкции? Давайте посмотрим.

Прежде чем мы продолжим, нам нужно сказать пару слов о концепции передней подвески типа МакФерсон (McPherson), которая также хорошо знакома многим поколениям автомобилистов. Производители даже используют этот тип подвески чаще, чем ее аналог на двух поперечных рычагах.

Как ни странно, модель подвески передних колес, разработанная Эрлом Стили МакФерсоном, являлась ничем иным как логическим продолжением развития двухрычажной подвески, но со значительными допущениями по части упрощения, удешевления и модернизации как самой конструкции, так и кинематики системы подвески.

Модель обладает только одним рычагом – нижним. Вместо второго рычага – шарнир с усиленным демпфером с конической пружиной, на которые возложена двойная обязанность: гашение вертикальных колебаний и удержание колеса в заданной горизонтальной плоскости.

Конструкция подвески отличается компактными размерами и небольшой толщиной в средней и верхней части по сравнению с многорычажной и двухрычажными подвесками, что делает ее идеальной для моделей автомобилей с поперечными двигателями. Также она проста в исполнении и дешева в конструировании.

В общем, работает такая конструкция на направляющих стойках на удивление хорошо.

Однако конструкция стойки ограничивает возможности инженеров по оптимизации развала.

Разнесенные по краям демпферы делают установку MacPherson экономной и оправданной для экономии поперечного пространства

На фото выше вы видите пример сборки передней подвески со стойками МакФерсон от модели спорткара Audi TT RS. Теперь сравните с расположением элементов на двойных поперечных рычагах R8 ниже. Здесь мы имеем два рычага: один в верхней части и один внизу, амортизатор при этом закреплен за нижним рычагом.

Такая конструкция предлагает более прогрессивную геометрию. В отличие от версии MacPherson, чем больше сжата подвеска с двойными поперечными рычагами, тем больше будет отрицательный развал, что осуществляется благодаря использованию рычагов разной длины. Это положительно сказывается на управлении в такие моменты, когда вы сильно закладываете в поворот и автомобиль начинает соскальзывать с траектории. В эти моменты система подвески на поперечных рычагах будет поддерживать лучший контакт шины с дорогой. А значит, автомобиль будет устойчивее при прочих равных.

Конечно, автомобили с подвеской МакФерсон могут быть улучшены установкой жестких пружин, но добиться таких же характеристик, как на двойных поперечных рычагах, они не способны. Последние могут оставаться мягкими, без ущерба пятну контакта. Например, такая схема идеальна для нового Alpine A110, который, получив передние и задние двойные поперечные рычаги, показывает отличные эксплуатационные характеристики. Подвеска не так жестка, что приводит к тому, что автомобиль остается комфортным даже на ухабистых дорогах.

Анимация, показывающая увеличение отрицательного развала при сжатии подвески

Из-за более сложной конструкции двойные рычаги позволяют выставить развал (наклон средней плоскости вращения колеса к продольной вертикальной плоскости), кастер и углы крена. Конструкция также дает гораздо больше свободы с размещением демпферов, что опять же приводит к возможности разнообразной установки амортизаторов. Правда, подходит такая разнообразная модель установки исключительно для гоночных или некоторых очень дорогих дорожных спортивных автомобилей.

Наконец, в виду того что амортизатор не торчит в верхней части, этот тип подвески гораздо более экономичный по отношению к вертикальному пространству – вы получаете разумную степень перемещения подвески (ее хода) без необходимости поднимать клиренс, что отрицательно повлияет на управляемость, увеличивая центр тяжести.

Как видно, подвеска на двойных рычагах имеет довольно много положительных качеств. Так почему не так много автомашин построено на ней?

Как и все «семерки» Caterham, эта версия английского спорткара получила переднюю подвеску с двойным поперечным рычагом

Важным фактором является стоимость. Там, где МакФерсон проста и дешева, подвеска с двойными поперечными рычагами дороже и сложнее. Конструкция и ее изготовление, как правило, будет увеличивать затраты на производство, поэтому она чаще всего ставится на более дорогие модели, где качество управляемости является более важным приоритетом, чем денежные издержки. Плюс чем больше сочленений и звеньев, тем больше вероятность поломок. Владелец будет обременен более высокими затратами на обслуживание.

Следующая проблема – расположение в подкапотном пространстве. Да, вертикальная установка имеет ряд огромных преимуществ – места здесь хоть отбавляй, но в горизонтальной плоскости ситуация не столь радужная. «Лишний» рычаг сверху делает свое дело, тем самым съедая немного пространства внутри салона, увеличивая ширину автомобиля или делая и то и другое одновременно.

Как это часто бывает с большинством аспектов дизайна автомобиля, весь вопрос – в компромиссе. Двойные рычаги в передней подвеске можно рассматривать как неплохую, качественную технологию, но это не лучшее решение для всех автомобилей.

Источник статьи: http://1gai.ru/publ/521160-v-chem-preimuschestva-podveski-na-dvoynyh-poperechnyh-rychagah-pered-makfersonom.html

Устройство и принцип работы двухрычажной подвески

Понятие подвески вошло в обиход еще на заре автомобилестроения. Но собственных разработок в то время еще не было и автомобили получили этот узел по наследству от гужевых повозок. Такие моменты, как мягкость, комфорт, управляемость даже не упоминались.

При максимальной скорости первых автомобилей в 6 км/ч эти вопросы были совсем не актуальны. Но со временем подвески на продольных эллиптических рессорах стали непригодными для эксплуатации.

На больших скоростях требования к шасси изменились, поэтому в довоенные годы была изобретена двухрычажная конструкция, которая успешно применяется до настоящего времени.

Устройство двухрычажной подвески

Двухрычажную подвеску можно назвать прототипом других конструкций, так как ее видоизменение привело к ряду новых решений. Разделение верхнего рычага на два отдельных вывело в свет подвеску на двойных поперечных рычагах. А замена верхнего рычага телескопической стойкой лежит в основе идеи МакФерсона.

Двухрычажная подвеска, как видно из названия, состоит из двух поперечных рычагов, верхнего и нижнего, которые установлены один под другим.

Нижний рычаг крепится подвижно к кузову. Следует подробно описать способ крепления. Дело в том, что несущей частью такой подвески является балка или подрамник. Такое решение спровоцировано огромными нагрузками на кузов, которые приводили к его разрушению. Подвижность рычага обеспечивают сайлентблоки.

Верхний рычаг может крепиться к кузову или к балке. Это не так принципиально, потому что вся нагрузка уходит на пружину, а верхний рычаг играет роль опоры для ступицы. С противоположных сторон на рычагах конструируются шаровые опоры для крепления поворотного кулака и обеспечения его вращения относительно вертикальной оси.

Основным упругим элементом, принимающим на себя все удары при проезде неровностей, является пружина. Она выполняется с разным шагом витков, чтобы избежать резонанса.

Еще один элемент, гасящий колебания — амортизатор. Амортизатор вместе с пружиной упираются в нижний рычаг и закреплены на кузове. В некоторых вариантах исполнения подвески они ориентированы соосно. Но по причине экономии места в ряде случаев амортизатор выносят за пределы пружины.

Принцип работы

Все устройство подвески предназначено для выполнения ею своих прямых задач: обеспечения связи колес и кузова, снижения доли колебаний, передающихся на кузов, и обеспечения постоянного сцепления колес с дорожным покрытием.

Первая задача выполняется посредством шаровых опор. Это шарнирные соединения, на которых цапфа выполняет вращение при повороте рулевого колеса. Не стоит забывать и про несущую функцию опор, поэтому их состояние должно периодически диагностироваться.

Подвижность рычагов относительно кузова позволяет им участвовать в колебательных движениях. А пружина уменьшает амплитуду колебаний и гасит их за счет сил упругости. В результате работы подвески, усилие передается от колеса, попавшего на неровность, к рычагу, далее — к пружине. Амортизатор тоже принимает участие в гашении колебаний.

Третья задача двухрычажной подвеской выполняется настолько эффективно, что ее до сих пор применяют на скоростных машинах. Рычаги имеют A или U-образную форму. Расширение у основания позволяет закрепить рычаг к кузову в двух точках. Две точки опоры защищают всю подвеску от продольных смещений во время разгона или торможения.

Верхний рычаг имеет меньшие габариты, по сравнению с нижним. При движении колеса вверх изменяется угол его развала. Таким образом, даже во время кренов на повороте, плоскость колеса остается перпендикулярной дороге. В связи с этим достигается отличная управляемость автомобиля.

Преимущества подвески

• Конструкция, собранная на балке, представляет подвеску, как единый узел. Имеется возможность ее полного демонтажа с автомобиля, что очень удобно при проведении ремонтных работ. Подрамник или балка защищают кузов, принимая основные сильные удары на себя.
• Управляемость автомобиля обусловлена не только изменением угла развала при качании рычагов, но и вообще возможностью регулировки углов установки колес, которую дает такой тип подвески.
• Возможность установки на спортивные автомобили расширяет границы применимости двухрычажной подвески. Некоторые разработчики устанавливают ее даже на заднюю ось.
• Надежность. Основными расходными материалами при ремонте подвески служат амортизатор, сайлентблоки и шаровые опоры. Остальные элементы имеют практически неисчерпаемый ресурс.
• Ремонтопригодность. Малое количество деталей делает ремонт и диагностические работы доступными для самостоятельного выполнения.

Основные недостатки

• Большие габариты. Конструкция и способ установки верхнего рычага отбирает полезное место багажника или подкапотного пространства. В связи с этим, разработчики редко используют такой тип подвески в качестве задней и в качестве передней для переднеприводных автомобилей, где предусмотрено поперечное расположение силового агрегата.
• Стоимость ремонта. Современные автомобили имеют подвески с алюминиевыми рычагами для уменьшения веса конструкции. Но такие рычаги не подразумевают замену сайлентблоков или шаровой опоры. Весь узел поставляется в сборе. В итоге, замена шаровой сведется к замене всего рычага, что существенно ударит по бюджету автовладельца.
• Применение балки не только увеличивает габариты, но и массу подвески, что повлечет за собой лишние затраты на топливо.

О том, насколько удачна та или иная конструкция, судить можно только по опыту в эксплуатации. Двухрычажная подвеска в этом отношении прошла испытания временем. Несмотря на многочисленные дополнения и усовершенствования, ее в изначальном виде применяют лидеры автомобилестроения. Российскому же пользователю такой тип подвески знаком по классическим моделям ВАЗа.

Источник статьи: http://podveska-avtomobilya.ru/ustrojstvo-dvuxrychazhnoj-podveski.html

Подвеска на двойных поперечных рычагах: принцип работы, фото

В статье описана подвеска автомобиля на двойных поперечных рычагах. Представлены основные неисправности, отличия, а так же на каких автомобилях встречается. В конце статьи – видео-обзор подвески на двойных поперечных рычагах.

Содержание статьи:

• История появления
• Принцип работы и устройство
• Смеха строения подвески
• Плюсы и минусы
• Где устанавливается
• Цена
• Отзывы
• Видео

В предыдущей статье мы уже рассказывали о подвеске МакФерсон, теперь же рассмотрим подвеску автомобиля на двойных поперечных рычагах. Многие специалисты называют еще её классической и относят к классу независимых подвесок, а само наличие двух поперечных рычагов и послужило названием. На сегодня это один из самых совершенных механизмов среди независимого типа. Как правило, её устанавливают на спортивные автомобили и премиум-класс повышенной мощности.

Огромный плюс в том, что она жестко выполняет характеристики, заложенные инженерами автомобиля, а изменение габаритов колеи практически невозможное. Устройство подвески весьма сложное, хотя в случае надобности её можно снять полностью, заменив на новую, или же отремонтировать, не зависимо от автомобиля. Надежность такой подвески говорим сама за себя, так как все современные болиды «Формулы-1» укомплектованы именно подвеской на двойных поперечных рычагах.

История появления подвески на двойных поперечных рычагах

Впервые о подвеске на двойных поперечных рычагах, как разновидность независимой подвески заговорили в 1935 году и почти сразу же её начали ставить на дорогие автомобили. Можно сказать, что именно этот механизм лег в основу современной МакФерсон, но из-за цены и громоздких размеров, использовать её на бюджетных автомобилях попросту не было смысла. Изначально подвеска на двойных поперечных рычагах устанавливалась на переднюю и заднюю ось, но со временем только на переднюю ось. Причиной стала потеря управляемости автомобилем, из-за маневра колес на подвеске и сдвига всей задней оси в противоположную повороту сторону.

Данный тип подвески можно встретить во многих известных автомобилях, как тех времен, так и наших дней. Среди самых известных спорткаров можно назвать Ferarri, Lotus, TVR, Mercedes-Benz и BMW. Еще с самого начала эти компании стали использовать подобную технологию, тем самым повысив управляемость и надежность своих автомобилей. Как же говорили, одним из таких примеров стали болиды «Формулы-1», все без исключения используют подвеску на двойных поперечных рычагах.

Принцип работы и устройство подвески на поперечных рычагах

Учитывая марки автомобилей, на которых применяется подвеска на двойных поперечных рычагах, становится интересно само устройство подвески и принцип работы. Большинство автомобилей, на которых используется данный тип механизма, могут преодолевать большие перегрузки, а так же весьма комфортные в салоне. Основная задача – удержать автомобиль на дороге, и максимум держать управляемость.

Как уже понятно с названия, в основе такой подвески лежит два поперечных рычага, так же в набор входят сайлентблоки, пружины амортизаторов, сами амортизаторы, шаровые опоры и шарниры. В зависимости от производителя могут быть использованы и дополнительные детали, но классический вариант выглядит именно так. По типу скелета существует два типа рычагов – U-образные и L-образные, соответственно и по типу крепления они разные.

Независимо от типа рычага, каждый имеет по три точки крепления, две к кузову автомобиля и одну к поворотному кулаку. Если к кузову рычаги крепятся с помощью сайлентблоков, где движение осуществляется только в одной плоскости, то к поворотному кулаку осуществляется за счет шаровых шарниров (шаровые опоры). Верхний рычаг обычно меньший по габаритам, верхний больше, за счет чего колесо получает отрицательный угол развала при сжатии к центру автомобиля и положительный в случае растяжения от центра.

В результате автомобиль с такой подвеской получает больше устойчивости при прохождении крутых поворотов. Колесо всегда остается перпендикулярно дороге и не зависит от положения кузова машины. Что касается амортизатора и пружины, то они расположены соосно, но отличаются от МакФерсон. Верхняя часть амортизатора крепиться к кузовной части автомобиля, нижняя часть за счет шарнира к нижнему поперечному рычагу. Таким образом, амортизатор вполне отрабатывает поставленные перед ним задачи.

Теперь же рассмотрим принцип работы подвески на двойных поперечных рычагах. Первый вариант это езда по неровной дороге, многие говорят, что такая подвеска очень жесткая и вся вибрация и удары передаются на кузов автомобиля. На самом же деле все зависит от амортизаторов и жесткости пружин. Благодаря современным технологиям эту жесткость можно регулировать с помощью электроники, тем самым сделав подвеску жесткой или мягкой. Колесо, попав на неровность, передает всю силу удара на нижний и верхний рычаг, те в свою очередь на пружину стойки, а для смягчения удара в помощь приходит амортизатор.

Второй вариант, за который так ценят подвеску на двойных поперечных рычагах – это отличная отработка при перегрузках и резких поворотах. Верхний рычаг, как правило, меньше по размерам, нижний – больше. В результате колесо будет отлично держать вертикальное положение, если заходить в резкий поворот на большой скорости, рычаги не дают колесу крен, тем самым удерживая плоскость и хорошее сцепление с дорожным покрытием. Для быстрого разгона рычаги так же играют не малую роль, переключение между передачами не редко дает рывки кузова и перегрузки, а значит и дополнительное давление на колеса. В таком случае механизм не дает колесам разойтись в стороны, а на большой скорости хорошо держит управление автомобилем.

Учитывая характеристики и возможности подвески на двойных поперечных рычагах, можно понять, почему её так часто устанавливают на новые, современные автомобили, несмотря на столь не новую конструкцию. За все года существования механизм только улучшился и неоднократно показал отличные результаты в управлении автомобилем. Стоит еще раз напомнить, что в большинстве случаев такая подвеска устанавливается на переднюю ось машины, в очень редких случаях на заднюю ось.

Схема подвески на двух поперечных рычагах

1. Амортизатор;
2. Пружина амортизатора;
3. Верхний поперечный рычаг;
4. Вал привода колеса;
5. Рулевая тяга колеса;
6. Нижний поперечный рычаг;
7. Шаровая опора;
8. Болты крепления к кузову автомобиля.

Рассмотрим более подробно, за что отвечают основные детали:

Амортизатор – соединен шарниром в нижней части с нижним рычагом, верхняя часть жестко прикреплена к кузову автомобиля. Пружина амортизатора держится за счет верхней части амортизатора и специальной пружинной чашки снизу. За счет своей структуры амортизатор и пружина гасят колебания и смягчают силу удара, минимизировав передачу вибрации на кузов автомобиля. В некоторых случаях подвески (в зависимости от производителя) амортизатор и пружина могут устанавливаться отдельно друг от друга. Привычное соосное расположение позволяет сэкономить пространство для колес и частично уменьшить вес самого автомобиля.

Рулевая тяга – зачастую здесь нет каких-то технических особенностей. Основная задача поворот колес вертикально влево или вправо относительно центра оси. Весь крепеж основан на двух шаровых опорах, снизу и сверху.

Нижний поперечный рычаг, как правило, расположен в нижней части всей конструкции подвески. Крепится с помощью сайлентблоков и болтовых соединений. По разновидности могут встречаться L-образные или U-образные, при этом, несмотря на свою громоздкость, обеспечивают возможность установки привода на колеса автомобиля.

Верхний рычаг – выполнен в такой форме, что вверху, с помощью сайлентблоков он крепится к специальным кронштейнам кузова, а с обратной стороны крепится к поворотному кулаку. Хотя, как показывает практика, есть такие варианты исполнения рычага, когда такие кронштейны считаются частью балки. При разных формах, роль верхнего рычага не меняется, подпирает механизм и противодействует нижнему рычагу.

Плюсы и минусы двухрычажной подвески

Любой механизм имеет свои плюсы и минусы, в чем-то лучше, а чем-то хуже. Подвеска на двойных поперечных рычагах не стала исключением, и чтоб понять более подробно, рассмотрим в деталях.

Подвеска на двойных поперечных рычагах
Плюс	Минус
Хорошая управляемость	Изменению угла развала-схождения (при установке подвески на заднюю ось)
Возможность оперировать параметрами	Внушительные габариты деталей
Цельный демонтаж-монтаж механизма (узла)	Сложная конструкция
Устойчивость к продольному смещению автомобиля	Дорогая в обслуживании
Возможность выдерживать большие перегрузки	—
Большой срок службы деталей подвески	—

Некоторые специалисты могут еще выдвинуть свои позитивные и негативные мнения о подвеске на двойных поперечных рычагах. Любители быстрой езды одноголосно могут сказать, что для спортивных автомобилей это самый идеальный варианты подвески.

На какие автомобили устанавливается

Одно дело рассмотреть принцип работы и устройство подвески на двойных поперечных рычагах, но для лучшего примера наведем перечень самых популярных марок и моделей машин. Как уже говорили, подвеску можно встретить на спортивных или автомобилях премиум-класса. Современные инженеры и производители машин стараются отойти от такого класса подвески, дорабатывая и модифицируя её, но с другой стороны система на двойных поперечных рычагах остается классикой и основой для современных новинок.

Чаще всего подобную подвеску на двойных поперечных рычагах можно встретить на:

• Maserati GranTurismo;
• Maserati GranCabrio;
• Maybach Exelero;
• Alfa Romeo 8C Competizione/Spider;
• Arash AF-10;
• Dodge Viper;
• Audi R8 Coupe
• Opel Insignia;
• Jaguar E-Type;
• Aston Martin DB5;
• болиды «Формула-1»;
• Mercedes-Benz SLS AMG;
• Tesla Model S.

Список включает в себя как спортивные, так и премиальные автомобили, более старые и современные. За долгие годы существования, подвеска весьма неплохо себя зарекомендовала и несмотря на множество её доработок и модификаций, в основе лежит одинаковая система с определенным набором характеристик.

Цена деталей на подвеску с поперечными рычагами

Неоднократно упоминали, что обслуживание подвески на двойных поперечных рычагах не самое дешевое, поэтому выход из строя одной детали требует ревизии определенной или всей подвески колеса. Рассказывать о конкретной стоимости, конкретной детали смысла нет, так как каждый производитель устанавливает свою цену на комплектующие для подвески.

Как пример, рассмотрим стоимость запчастей подвески на Audi R8 Coupe:

Наименование	Цена от, руб.
Подшипник ступицы FAG	4918
Втулка стабилизатора	2150
Стойка амортизатора в сборе	40 060
Болт стяжной шестигранный	311,40
Верхний рычаг подвески	25 530
Сайлентблок	1430
Кронштейн	2500
Нижний рычаг подвески	28510

Видно, что даже небольшой список деталей подвески Audi R8 Coupe кусается по цене, и это учитывая только на одно колесо, соответственно на обе стороны автомобиля цена будет в два раза больше. Многие говорят, что позволив себе столь дорогой автомобиль, владелец зачастую не смотрит на стоимость деталей и запчастей, а старается вовремя его ремонтировать.

Несмотря на столь дорогое обслуживание и не самые новые разработки, подвеска на двойных поперечных рычагах остается востребованной среди премиальных и спортивных автомобилей. Огромный плюс это проверенная времен и разными ситуациями надежность этого механизма. По прогнозам специалистов, в ближайшие 5 лет данным подвид независимой подвески может только модернизироваться, но в остальном технология и характеристики будут классическими.

Отзывы о подвеске на двойных поперечных рычагах

Для тех, кто любит скорость и уверенное управление автомобилем, подвеска на двойных поперечных рычагах самое то. Несколько раз приходилось ездить на автомобилях с подобной системой, управляемость словами не передать. Машина просто мгновенно отзывается на поворот руля, а дорогу отлично держит даже на большой скорости.

Устройство такой подвески сложное, аналогично, как и ремонт. Огромный плюс в том, что настраивать развал-схождения практически не надо, так как механизмы вытягивают колесо вертикально. Минус это дорогое обслуживание, и от этого не избавится никак.

Комфорт подвески на поперечных рычагах отличный, особенно если амортизатор и пружина мягкие. Неровностей на дороге практически не ощущаешь, а машина словно плывет в воздухе. Выдержка к перегрузкам и управляемость на высоте, а вот последующий ремонт подвески «бьет» по карману владельца.

Видео-обзор подвески на двойных поперечных рычагах:

Источник статьи: http://fastmb.ru/auto_shem/3363-podveska-na-dvoynyh-poperechnyh-rychagah-princip-raboty-foto.html