Виды и типы подвесок автомобилей.
Подвеска, наряду с двигателем и кузовом, – это одна из важнейших составляющих автомобиля. Именно к ней приковано внимание множества конструкторов и инженеров. Типы подвесок автомобилей бывают разными, что зависит от вида авто (легковое или грузовик), привода (передний, задний, полный), сегмента, который занимает модель, и, конечно же, цены на машину.
Существует множество типов подвесок. Некоторые использовались ранее, другие применяются и сейчас, так что необходимо рассмотреть те типы, которые получили наибольшее распространение в современном автомобилестроении:
— Задняя зависимая схема подвески;
— Полузависимая задняя подвеска;
— Подвески пикапов и внедорожников;
Подвеска типа McPherson
Данный тип подвески был разработан еще в 1960 году инженером Эрлом Макферсоном, в честь которого и получила свое название. Она имеет несколько основных частей:
— Стабилизатор поперечной устойчивости;
— Блок (состоит из телескопического амортизатора и пружинного элемента).
Телескопический амортизатор называют еще «качающаяся свеча», потому как к кузову он крепится посредством шарнира и может качаться, когда колесо двигается вниз и вверх. Данный тип подвески имеет свои недостатки (значительное изменение угла развала колес), но он чрезвычайно популярен благодаря демократичной цене, невысокой сложности и надежности.
Двухрычажная подвеска
Это одна из самых совершенных схем. Она представляет собой подвеску с 2-мя рычагами разной длины (длинный нижний и короткий верхний), что гарантирует автомобилю прекрасную поперечную устойчивость на дороге и минимальный износ покрышек (поперечные перемещения всего колеса незначительны).
Это значит, что каждое отдельное колесо воспринимает ямы и бугры независимо от остальных, что позволяет сохранять максимально вертикальное отношение к дорожному покрытию и оптимальное сцепление покрышки с поверхностью дороги.
Многорычажная подвеска
Данный тип подвески немного похож на двухрычажную схему, но он гораздо сложнее и совершеннее. Неудивительно, что к ней перекочевали и все достоинства предыдущего вида. Это набор из рычагов, сайлент-блоков и шарниров, которые крепятся на специальный подрамник. Большое количество шаровых опор и «сайлентов» обеспечивают не только завидную плавность хода, но и отлично гасят удары в случае резкого наезда на какое-либо препятствие, а еще они уменьшают уровень шума в салоне от колес.
При такой схеме достигается наилучшее сцепление покрышки с дорогой (любой тип покрытия), отточенная управляемость и плавность хода.
— малые неподрессоренные массы;
— оптимальная поворачиваемость колес;
— независимость каждого отдельного колеса от остальных;
— отдельные поперечные и продольные регулировки;
— хороший потенциал при условии полного привода.
Однако у многорычажной подвески есть один существенный недостаток – высокая стоимость. Хотя в последнее время наметился перелом: если раньше данный тип подвески применяли только на представительских авто, то сейчас ею оснащают даже машины гольф-класса.
Адаптивная подвеска
Такая подвеска в корне отличается от остальных типов. Строго говоря, создание адаптивной схемы не было настоящей революцией, так как за основу была принята гидропневматическая подвеска, реализованная на автомобилях Citroen и Mercedes-Benz.
Но в те времена она была довольно примитивной, тяжелой и занимала слишком много места. На сегодняшний день от всех этих недостатков конструкторы смогли избавиться. Единственный минус подобного подхода заключается в его сложности.
Что касается достоинств, то их масса:
— адаптация под конкретного водителя;
-минимальные крены кузова и волновая раскачка на высоких скоростях;
— отличная устойчивость на прямой;
— принудительно изменяемое демпфирование;
— адаптация под любое дорожное покрытие в автоматическом режиме.
Различные концерны используют свои схемы такой подвески, но общие черты у них одинаковы. Это потому, что любая адаптивная конструкция имеет в своем составе следующие компоненты:
— Стабилизаторы поперечной устойчивости с возможностью регулировки;
— Активные стойки амортизаторов;
— Блок управления ходовой частью;
— Электронные датчики (неровной дороги, клиренса и других параметров).
Блок управления анализирует ситуацию на основе данных, полученных от датчиков, и посылает команды на стабилизатор и амортизаторы (зависит от дорожных условий). Все это происходит практически моментально. Кроме этого, варианты работы подвески можно настраивать и самому.
Подвеска типа «Де Дион»
Этот тип, равно как и подвеска McPherson, был назван в честь изобретателя. Им стал француз Альберт Де Дион. Цель данного типа подвески – максимально снизить нагрузку на задний мост автомобиля, путем отделения картера главной передачи. Если раньше он крепился к самой балке моста, то в данном случае картер держится непосредственно на кузове.
Это позволяет передавать крутящий момент посредством полуосей, закрепленных на ШРУСах, и сделать подвеску как независимой, так и зависимой.
Но от главных недостатков всех зависимых вариантов подвески, типу «Де Дион» избавиться не удалось. К примеру, затормозить без «клевков» практически невозможно, а при резком старте машина просто «приседает» на задние колеса.
Несмотря на попытки ликвидации этих недостатков путем установки дополнительных элементов (направляющих), несбалансированное поведение авто остается главной проблемой.
Задняя зависимая подвеска
Данный тип – характерная черта «классики» Жигулей. Особенностью сей конструкции являются цилиндрические винтовые пружины, играющие роль упругих элементов. По сути, балка заднего моста не только «висит» на этих 2-х пружинах, но и фиксируется к кузову посредством 4-х продольных рычагов. Дополняет этот набор реактивная поперечная штанга, которая обязана гасить крены кузова и улучшать показатели управляемости.
Комфорт и плавность хода оставляют желать лучшего, по причине большого веса самого заднего моста и неподрессоренных масс. Это особенно актуально в тех случаях, когда задний мост оказывается ведущим, так как к балке крепят редуктор, картер главной передачи и другие компоненты.
Полузависимая задняя подвеска
Данная схема получила широкое распространение и используется в конструкции большинства современных полноприводных машин. Она представляет из себя два продольных рычага, которые в центре крепятся к поперечине. У такого типа подвески много преимуществ:
— Простота в обслуживании и ремонте;
— Наилучшая кинематика колес;
— Значительное уменьшение неподрессоренных масс.
Минус этой конструкции только один – невозможность применения на заднеприводных автомобилях.
Подвески пикапов и внедорожников
В различных моделях джипов конструкторы идут разными путями. Это зависит от веса и назначения внедорожника. Возможны три варианта используемых подвесок:
— Зависимая задняя и независимая передняя схемы;
— Полностью зависимая подвеска;
— Полностью независимая подвеска.
Как правило, задняя ось оснащается либо рессорной, либо пружинной подвеской, которые сочетаются с жесткими неразрезными мостами. Рессоры идут в ход при создании пикапов или тяжелых джипов, так как они надежны, неприхотливы и в состоянии выдержать нешуточную нагрузку. Кроме того, такая схема довольно дешева, что стало причиной оснащения рессорами некоторых бюджетных авто.
Пружинная схема отличается мягкостью и длинноходностью. Она более ориентирована на комфорт и ставится на легкие джипы. Относительно сложности конструкции – она лишь немного сложнее рессорной.
Что касается передней оси, то здесь, в большинстве случаев, используются торсионные или зависимые пружинные схемы. Встречается, конечно, и оснащение джипов жесткими неразрезными мостами, но такое решение в наши дни наблюдается довольно редко.
Подвески грузовиков
Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.
Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.
Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5d2f518dcfcc8600ad6de3f3/vidy-i-tipy-podvesok-avtomobilei-5d30580bdfdd2500ad61854b
Подвеска автомобиля сколько весит
Подвеска — это совокупность элементов ходовой части, обеспечивающая упругую связь между колёсами и кузовом (рамой) автомобиля. Подвеска отвечает за снижение динамических нагрузок на несущую основу автомобиля, сглаживание неровностей дороги и необходимое перемещение колёс относительно кузова (рамы).
Каждый автомобиль характеризуется определённым соотношением подрессоренных и неподрессоренных масс. К неподрессоренной массе относятся детали, вес которых передаётся непосредственно на дорогу (колёса, шины, тормозные механизмы и т.д.), а к подрессоренной — часть конструкции автомобиля, вес которой воспринимается подвеской (кузов, салон, двигатель, трансмиссия и т.д.). Как правило, чем меньше неподрессоренная масса автомобиля, тем выше его плавность хода и комфортабельность. Этим объясняется использование почти на всех современных моделях независимой подвески, так как у неё неподрессоренная масса ниже.
С подвеской также тесно связаны такие параметры конструкции автомобиля, как развал и схождение. Развал — это угол наклона колеса относительно вертикальной плоскости (считается отрицательным при наклоне внутрь и положительным при наклоне наружу). Схождение — это угол наклона колеса относительно горизонтальной плоскости, то есть соответствующей оси. Значения развала и схождения определяются геометрией подвески и при отклонении от заданных показателей свидетельствуют об нарушении её элементов.
Автомобильная подвеска состоит из трёх групп элементов:
- Упругие элементы — воспринимают вертикальные силы, возникающие при наезде колеса на неровность дороги, и деформируются под их воздействием.
- Направляющие элементы — обеспечивают подвижную связь колеса с кузовом или рамой и определяют направление перемещения колёс, воспринимая продольные и боковые силы.
- Гасящие элементы (амортизаторы) — отвечают за уменьшение амплитуды колебаний несущей системы (кузова) автомобиля, возникающих под действием неровностей дороги.
Существует две принципиально различных конструкции подвески:
| Зависимая подвеска | Независимая подвеска |
|---|---|
 В конструкции зависимой подвески колёса одной оси жёстко связаны между собой и всегда параллельны друг другу. Перемещение одного колеса оси так или иначе влияет на положение другого. На ровной поверхности оба колеса перпендикулярны дороге; при наезде одного колеса на неровность оба колеса смещаются относительно вертикальной оси, а ось — относительно горизонтальной. Зависимая подвеска имеет самую простую и дешёвую конструкцию, но является непрактичной из-за большой неподрессоренной массы и недостаточной управляемости. |  Независимая подвеска предполагает отсутствие жёсткой связи между колёсами одной оси. Перемещение одного из них никак не отражается на другом или оказывает минимальное воздействие. Колёса могут занимать различные положения относительно дороги или друг друга. |
В зависимости от типа направляющего элемента выделяют следующие разновидности подвески:
| Зависимая на поперечной рессоре |  Самый простой вид зависимой подвески. Состоит из неразрезной балки моста и расположенной над ним поперечной полуэллиптической листовой рессоры, выступающей одновременно в качестве упругого и направляющего элемента. Применялась на самых дешёвых довоенных и некоторых послевоенных автомобилях как на передней, так и на задней осях. |
| Зависимая на продольных рессорах |  Рессорная подвеска была унаследована первыми автомобилями от конных экипажей и успешно применялась на протяжении всей автомобильной истории, а сегодня сохранилась только на грузовиках и пикапах. Это объясняется её надёжностью, простотой в обслуживании, дешевизной и способностью выдерживать большую нагрузку. Большинство довоенных моделей оснащались зависимой подвеской на листовых рессорах спереди и сзади. До конца 70-х гг. основная масса заднеприводных автомобилей имели жёсткий задний мост на полуэллиптических рессорах, но позже от него отказались из-за плохой управляемости автомобиля вследствие смещения моста под действием боковых сил. Подвеска на двух продольных рессорах сочетается с балками переднего или заднего мостов, которые могут располагаться как под, так и над рессорами. Рессора крепится металлическим хомутом к мосту и шарнирами на концах к кузову или раме. На легковых автомобилях листовые рессоры бывают эллиптические, 3/4-эллиптические, полуэллиптические и четвертьэллиптические. |
| Зависимая рычажная с тягой Панара |  Зависимая подвеска с поперечной реактивной штангой (тягой Панара), шарнирно закреплённой одним концом на балке моста, а другим — на кузове или раме. В качестве направляющих элементов используются продольные или поперечные рычаги, в качестве упругих — витые пружины, торсионы или пневмобаллоны. Тяга Панара ограничивает продольные и поперечные перемещения моста, сохраняя устойчивость и управляемость автомобиля. Более эффективным и сложным усовершенствованием тяги Панара является механизм Уатта, состоящий из закреплённых с разных сторон шасси двух горизонтальных балок и коротким вертикальным звеном между ними, центр которого прикреплён к центру оси. |
| Зависимая с толкающей трубой или дышлом |  Разновидность жёсткого моста на листовых рессорах или пружинах, в котором продольное перемещение балки ограничивается опирающейся на картер коробки передач защитной трубой карданного вала или Л-образным (А-образным) рычагом (дышлом), шарнирно соединённым с кузовом или рамой. При отсутствии рессор комплектуется тягой Панара или механизмом Уатта для устранения поперечных смещений моста. |
| Зависимая де Дион |  Разновидность зависимой подвески с минимальной неподрессоренной массой. В её конструкции колёса соединены смещающейся неразрезной балкой, а главная передача неподвижно закреплена на раме или кузове и передаёт крутящий момент на колёса через полуоси с двумя шарнирами на концах. В качестве направляющих элементов выступают продольные или поперечные рычаги, в качестве упругих — листовые рессоры или пружины в сочетании с тягой Панара. Из-за небольшого веса и высокой стоимости подвеска типа Де Дион получила распространение на спортивных автомобилях. |
| Полунезависимая с рычагами и торсионной балкой |  Полунезависимая подвеска для задних колёс переднеприводного автомобиля. Состоит из двух продольных рычагов, соединённых работающей на скручивание торсионной балкой. |
| Независимая с качающимися полуосями |  Одна из ранних конструкций независимой подвески с полуосями, закреплёнными на шасси с помощью шарниров, но неподвижными относительно колёс. В такой подвеске колёса всегда остаются перпендикулярными своим полуосям и при недостаточной нагрузке на шасси имеют положительный угол развала. Упругими элементами могут быть пружины, рессоры или торсионы, а роль рычагов выполняют либо сами полуоси, либо металлические кожухи этих полуосей. Подвеска на качающихся полуосях не обеспечивает необходимой управляемости на высоких скоростях, поэтому использовалась в основном на лёгких заднемоторных автомобилях, часто в сочетании с хребтовой рамой. |
| Независимая на продольных рычагах |  На раме или кузове подвижно закреплены продольные рычаги, к которым крепятся колёса. Бывает пружинной, торсионной или гидропневматической. Лучше всего подходит в качестве задней подвески для небольших переднеприводных автомобилей, так как позволяет сделать сзади ровный пол. Недостатки — продольное перемещение колёс, большие нагрузки на рычаги и невозможность использования на ведущем заднем мосту. |
| Независимая на косых рычагах |  Модификация независимой подвески на продольных рычагах для заднего ведущего моста. В ней рычаги расположены не продольно, а под некоторым углом к поперечной оси автомобиля, при этом полуоси имеют по одному или по два шарнира. Второй вариант подвески использовался во многих заднеприводных моделях 70-х — 80-х гг. как замена неразрезного моста. |
| Независимая на двойных продольных рычагах |  Двойные продольные рычаги присутствуют в конструкции независимых подвесок типа Dubonnet и с поперечными торсионными стержнями. Обе разновидности применялись только на неведущей передней оси и обладали теми же недостатками, что и подвеска на продольных рычагах. |
| Независимая на двойных поперечных рычагах |   Эта схема независимой подвески получила название параллелограммной, так как расположенные один над другим сдвоенные рычаги образуют объёмную фигуру. Внутренние концы рычагов подвижно закреплены на раме или кузове, а внешние соединяются со стойками колёс при помощи шаровых шарниров с двумя степенями свободы на поворотных колёсах или цилиндрических шарниров с одной степенью свободы на неповоротных колёсах (а также на передней оси со шкворневым узлом). Подвеска на двойных поперечных рычагах считается наиболее совершенной с точки зрения кинематики, так как её геометрия позволяет заранее задать все необходимые параметры. Этим объясняется распространённость параллелограммной подвески на спортивных и люксовых автомобилях. На заднем мосту заднеприводного автомобиля также может применяться усложнённая версия этой подвески — многорычажная подвеска.
|
| Независимая свечная |  Исторически самая древняя, но малораспространённая разновидность независимой передней подвески. Состоит из жёстко закреплённой на раме стойки круглого сечения, по которой скользит кулак с колесом, подпираемый сверху пружиной или поперечной рессорой. Стойка выступает в качестве шкворня, обеспечивая поворот колеса. Эта подвеска надёжна и занимает мало места, но достаточно жёсткая и всегда удерживает колёса в вертикальном положении. |
| Независимая Макферсон |  Наиболее распространённая среди современных независимых подвесок вследствие её компактности, дешевизны и простоты. Состоит из одного нижнего поперечного рычага и вертикальной амортизаторной стойки, закреплённой на шарнире под крылом кузова. Упругий элемент — пружина или торсион — может находиться как на стойке, так и рядом с ней. На передней оси стойки Макферсона служат в качестве шкворней для поворота колёс. Подвеска Макферсона появилась на европейских автомобилях в 50-х гг. и широко применяется до сих пор, хотя в настоящее время наблюдается тенденция её замены на двойные поперечные рычаги, особенно на моделях высшего класса. |
Упругими элементами подвески на двойных поперечных рычагах могут быть пружины (самый распространённый вариант), торсионы (расположенные как продольно, так и поперечно), пневмобаллоны (гидропневматическая подвеска с изменяемым дорожным просветом) или рессоры. В последнем случае используются одна или две поперечных полуэллиптических рессоры (реже — четыре четвертьэллиптических), установленных под или над осью и закреплённых на шасси в одной или двух точках. При этом рессора обычно заменяет собой верхний или нижний рычаг параллелограмма.Для снижения бокового крена автомобиля на поворотах в конструкции некоторых подвесок предусматривается стабилизатор поперечной устойчивости. Он представляет собой торсионную штангу, закреплённую шарнирно на кузове или подрамнике и соединённую концами с подвижными элементами подвески. Если возникает крен кузова, стабилизатор скручивается и оказывает на автомобиль выравнивающее воздействие.
В зависимости от типа упругого элемента подвески бывают:
| Рессорная |  Рессора — самая простая и надёжная разновидность упругого элемента. Состоит из скрепленных между собой стальных листов разной длины. Чаще всего рессора имеет форму половины или четверти эллипса. |
| Пружинная |  Витая пружина — спирально закрученный упругий металлический стержень круглого сечения. При сжатии её витки сближаются, поглощая энергию удараю. |
| Торсионная |  Торсион — металлический упругий стержень, работающий на скручивание. Располагается продольно или поперечно, обеспечивая упругую связь между рамой или кузовом и направляющими элементами подвески за счёт скручивания при перемещении колеса. |
| Пневматическая |  Пневматические упругие элементы обычно представляют собой композитные пневмобаллоны в которые под давлением подаётся воздух от компрессора. Пневматическая подвеска даёт высокую плавность хода и возможность регулировки жёсткости путём снижения или повышения давления в пневмобаллоне. Более сложный и дорогой вариант — гидропневматическая подвеска, в которой упругие элементы состоят из двух камер, наполненных одна сжатым газом, другая — жидкостью. Преимущество такой подвески заключается в функции регулировки дорожного просвета. |
Многие современные автомобили оснащаются активной (адаптивной) подвеской. Эта технология позволяет изменять жёсткость упругих элементов и уровни демпфирования в зависимости от режима вождения или автоматически при помощи набора датчиков, анализирующих дорожные условия. К адаптивным также относятся пневматические и гидропневматические подвески с регулируемым дорожным просветом, которые могут опускать или поднимать автомобиль относительно опорной поверхности или сохранять постоянный уровень пола.
Подвески можно классифицировать и по типу гасящих элементов (демпферов). Различают фрикционные амортизаторы, действие которых основано на механическом трении металлических дисков, и гидравлические амортизаторы, предполагающие снижение колебаний за счёт перемещения жидкости. К гидравлическим относятся рычажные амортизаторы и более современные телескопические амортизаторы, состоящие из заполненного жидкостью герметичного цилиндра и перемещающегося в нём поршня с клапанами. По количеству камер для жидкости телескопические амортизаторы могут быть однотрубными и двухтрубными.
Источник статьи: http://automotive-heritage.ru/article/20
