Многорычажная подвеска

На автомобилях применяются разные типы подвесок, как независимых, так и зависимых. Наиболее широко используемая сейчас компоновка авто, в котором спереди устанавливаются стойки МакФерсона, а на задней оси – полузависимая торсионная балка. Ближайшим конкурентом этим двум типам является многорычажная подвеска, которой все чаще оснащаются авто.

Как и у любого другого вида подвески машин, у многорычажки есть свои конструктивные и эксплуатационные особенности, положительные и отрицательные стороны. Поэтому считать ее идеальной для использования на авто нельзя, она – всего лишь еще один вариант составляющей ходовой части, которая по определенным критериям лучше других, но и негативные качества тоже присутствуют.

Конструктивные особенности

Многорычажная подвеска, как все независимые виды, является универсальной и может применяться на обеих осях авто. Но чаще она все же ставиться на задней оси, хотя есть авто, у которых многорычажка стоит спереди.

Многорычажная подвеска не является какой-то новой разработкой, мало того, она – всего лишь доработанная версия одного из самых старых типов – двухрычажной независимой. Да и использовать ее на авто начали уже достаточно давно.

Задняя подвеска Mercedes-Benz

Вся суть конструкции этого вида заключается в том, что поперечные рычаги двухрычажной подвески (которые обычно имели А-образную форму) попросту разделили, тем самым получив вместо двух (верхнего и нижнего) – четыре рычага. Хотя в некоторых вариациях этой подвески верхний рычаг так и остался А-образным и он один. Дополнительно в конструкцию многорычажки добавили еще один рычаг – продольный.

Поскольку многорычажная подвеска – независимая, для борьбы с раскачиванием несущей части, уменьшения ее кренов и обеспечения постоянного сцепления колес с дорожным полотном применяется стабилизатор поперечной устойчивости.

Составные части

Классическая многорычажка в свою конструкцию включает:

• Раму или подрамник;
• Рычаги поперечные (верхний и два нижних);
• Рычаг продольный;
• Ступичная опора (вместе со ступицей);
• Амортизатор;
• Пружина;
• Стабилизатор поперечной устойчивости;
• Соединительные элементы (сайлент-блоки, шаровые опоры).

Выше указано, что поперечных рычагов — три, поэтому верхний имеет А-образную форму. Но есть и вариант подвески, когда он также разделен на два элемента.

Передняя многорычажная подвеска Audi

Несущей частью в многорычажной подвеске выступает подрамник или рамная конструкция. Именно к ним подсоединяются все рычаги посредством резинотехнических изделий – сайлент-блоков.

Второй конец этих рычагов соединен с опорой ступицы. Если многорычажка установлена на управляемой оси, то соединение осуществляется при помощи шаровых опор, что и позволяет ступице изменять угол положения. На задней же оси надобности в этом нет, поэтому шаровые шарниры не нужны и вместо них используются все те же сайлент-блоки.

Задняя многорычажная подвеска Audi

Здесь стоит упомянуть, что сейчас активно развивается идея подруливаемых задних колес (они тоже являются поворотными). И в этом случае в конструкции задней многорычажки применяются шаровые элементы.

В любой вариации многорычажки нижних рычагов – всегда два и располагаются они под определенным углом друг к другу. При этом один из них (задний) является основным и на него приходится большая часть нагрузок. Дополнительно он выступает в качестве нижней опоры для пружины. Передний же нижний рычаг воспринимает меньше усилий, но он является регулируемым, что позволяет устанавливать угол схождения на колесах.

Амортизатор в такой подвеске располагается отдельно от пружины, внизу он крепиться к ступичной опоре, а вверху – к несущей части.

Продольный рычаг предотвращает смещение колеса в продольном направлении. Это явление присутствовало в двухрычажной подвеске и несло в себе негативный эффект. Использование же дополнительного рычага дало возможность от него избавиться.

Стабилизатор — единственный элемент, который соединяет между собой подвески двух колес одной оси. Как обычно, в центральной части он фиксируется к подрамнику или кузову, а вот концы его могут соединяться с разными составными частями подвески – нижним задним или продольным рычагами, ступичной опорой, корпусом амортизатора. К одним элементам концы крепятся напрямую через резиновые втулки, к другим – посредством стоек.

Принцип работы. Положительные и негативные стороны

Принцип работы многорычажной подвески не отличается от двухрычажной. Поперечные рычаги обеспечивают возможность смещения колеса вверх-вниз относительно кузова, а вероятность продольного его перемещения исключается продольным рычагом. Пружина, амортизатор гасят все усилия, которые получает колесо от дорожного полотна и исключают их передачу на кузов. Стабилизатор, как уже отмечено, предотвращает крены и раскачивание кузова. В целом, ничего нового.

Многорычажная подвеска обладает рядом преимуществ перед другими видами независимой подвески. К ее положительным качествам относятся:

• Обеспечение плавности хода авто и бесшумности работы самой подвески. Достигается это благодаря большому количеству используемых резинотехнических элементов в соединениях, которые также гасят вибрации;
• Сохранение угла развала колес оси при работе подвески. В стойках МакФерсона развал при смещении колеса относительно кузова нарушается, что приводит к ухудшению управляемости и повышенному износу шин. Многорычажная подвеска удерживает колесо под заданным углом независимо от его положения к кузову;
• Исключение вероятности продольного смещения колеса. В двухрычажной подвеске при определенных условиях (торможении во время вхождения в поворот) колесо, идущее по наружному радиусу, из-за работы рычагов на изгиб отклонялось относительно кузова, что могло стать причиной заноса. У многорычажки же, благодаря расположению поперечных рычагов под углом в сочетании с наличием продольного рычага, указанный негативный фактор полностью исключен.

Основным же недостатком этого типа подвески является дороговизна — как ее самой, так и обслуживающих работ. Как и в любой подвеске, «слабым звеном» в ней являются резинотехнические элементы, которые изнашиваются и требуют замены сравнительно часто. А сейчас многие автопроизводители внедряют модульное обслуживание, подразумевающее замену узла в сборе, а не только определенных его частей.

В случае с подвеской, эта тенденция приводит к тому, что для восстановления нормальной работы подвески менять придется рычаги, поскольку они считаются неразборными. Хотя это не совсем так и при желании можно найти все требуемые резинотехнические элементы но только сторонних производителей.

Улучшения и новые разработки

Из-за своего недостатка многорычажная подвеска пока не получила широкого распространения и ей скоро не удастся заменить МакФерсон в сочетании с торсионной балкой. Ее устанавливают только на автомобили премиумного класса.

Каким-либо изменениям многорычажная подвеска вряд ли будет подвергаться. Упростить ее конструкцию не получиться, поскольку в таком случае она превратиться в двухрычажную, а увеличение составных элементов приведет к повышению и без того немалой стоимости.

Если уж и говорить об улучшении подвески, то это касается только амортизатора. Многорычажка позволяет использовать амортизаторы с меняющимися параметрами работы.

Также этот тип подвески дает возможность использовать функцию подруливания колес задней оси. Но в этом случае в конструкцию подвески никаких изменений не вноситься. Просто задняя ось оснащается рулевыми тягами с сервоприводами, управляемым от ЭБУ.

Полноуправляемое шасси Porsche

В общем многорычажная независимая подвеска – еще один, причем неплохой, вариант составляющей ходовки. По одним параметрам он превосходит иные виды, где-то уступает им, поэтому сказать, что она лучшая – невозможно.

Что такое Многорыжачная подвеска, устройство и принцип работы

Управляемостью автомобилей в сложных условиях на высоких скоростях стали заниматься, когда мощность двигателя перестала быть проблемой. Стало ясно, что идеальной подвеской с этой точки зрения будет двухрычажка параллелограммного типа. Хорошо подобранная геометрия рычагов сделала возможным точное соблюдение постоянства наилучшего контакта колеса с дорогой.

Но совершенству нет предела, и даже у новой схемы стали отмечаться врождённые недостатки, в частности, паразитные подруливания во время загрузки колёс в поворотах. Надо было идти дальше.

Почему подвеска называется многорычажной

Усовершенствование двухрычажной подвески потребовало добавления к уже имеющимся дополнительных сил, воздействующих на ступицы колёс в поворотах.

Создать их возможно установив в подвеску новые рычаги, при некотором изменении кинематики имеющихся. Число рычагов росло, и подвеска получила название многорычажной (Multilink).

Характеристики

Новый тип подвески обрёл принципиально качественные особенности:

• верхние и нижние рычаги получили разнесённую конструкцию, каждый из них мог быть разделён на отдельные тяги, а образовавшиеся нежелательные степени свободы компенсировались добавочными тягами и толкателями;
• независимость подвески сохранилась, более того, стало возможным раздельно управлять углами колёс, в зависимости от их текущего положения в арках;
• функции обеспечения продольной и поперечной жёсткости можно распределять по отдельным рычагам;
• простым добавлением ориентированных в нужной плоскости рычагов стало возможно программировать любые траектории хода колеса.

При этом все положительные качества двойных треугольных рычагов сохранились, новые характеристики стали независимым дополнением к имеющимся.

Схема и устройство задней подвески

Началось всё именно с изменения подвески задних колёс. С передними и так было всё нормально, поскольку на их углы мог оперативно повлиять сам водитель.

Первой неприятной особенностью классической независимой подвески стало изменение углов схождения из-за естественной кинематической податливости треугольных рычагов на сайлентблоках.

Естественно, в специальных гоночных машинах использовались более жёсткие шарниры, но это снижало комфорт, а до конца проблему не решало. Надо было делать очень жёсткие подрамники, кузова, что в гражданских машинах неприемлемо. Оказалось, что проще добавить ещё один рычаг, который компенсировал поворот колеса, создавая противоположный закручивающий момент.

Идея сработала, после чего эффект ещё более усилили, переведя паразитную избыточную поворачиваемость в нейтральную, а то и недостаточную. Это помогло стабилизировать машину в повороте, сделав возможным её безопасное ввинчивание в поворот за счёт подруливающего эффекта.

Такой же положительный эффект даёт изменение развала колеса при рабочем ходе подвески в нужную сторону. Инженеры получили хороший инструмент, с помощью которого стало возможным тонко настраивать подвеску.

В настоящее время самым оптимальным вариантом стало использование пяти рычагов на каждую сторону оси с просчитанными на компьютере траекториями перемещения колеса между крайними точками прямого и обратного ходов подвески. Хотя с целью упрощения и удешевления количество рычагов может и уменьшаться.

Схема и устройство передней подвески

Передняя многорычажка применяется значительно реже. В этом нет особой необходимости, но некоторые производители работают и в этом направлении.

В основном для повышения плавности хода, делая подвеску более эластичной, при этом сохраняя управляемость. Как правило, всё сводится к усложнению конструкции схемы с двумя треугольными рычагами.

Теоретически это обычный параллелограмм, но практически система автономных рычагов со своими шарнирами и функциональным назначением. Единого подхода тут не существует. Скорее можно говорить об ограничении применения таких сложных направляющих аппаратов машинами премиум-классов.

Принцип работы Multilink

Во время рабочего хода подвески на колесо могут воздействовать не только сжимающие пружину силы загрузки внешнего по отношению к повороту колеса, но и продольные усилия при торможении или разгоне в поворотах.

Колесо начинает отклоняться вперёд или назад в зависимости от знака ускорения. В любом случае начинает изменяться угол схождения колёс задней оси.

Дополнительный рычаг Multilink, установленный под определённым углом, способен изменить схождение. Нагруженное колесо поворачивается таким образом, чтобы скомпенсировать паразитный увод плоскости вращения. Машина восстанавливает исходную характеристику управляемости.

Все прочие функции узлов подвески аналогичны любой другой конструкции независимого типа. Упругий элемент в виде пружины, телескопический гидравлический амортизатор и стабилизатор поперечной устойчивости работают точно так же.

Плюсы и минусы

Как и любой усложнённый механизм, многорычажная подвеска выполняет все те функции, ради которых она и создавалась:

• машины с Multilink обладают превосходной управляемостью, пятно контакта с дорогой всегда максимально большое, влияние нежелательных боковых сил сведено к минимуму, а положительные силы возникают вовремя и хорошо регулируются при доводке подвески;
• подвеска обеспечивает присущий любой независимой схеме комфорт, сводя к минимуму не только вертикальные ускорения кузова, но и поперечные толчки при попадании на неровности в поворотах, многочисленный упругие элементы хорошо отрабатывают мелкие вибрации;
• конструкция имеет хорошую ремонтопригодность, все рычаги и шарниры автономны и могут быть независимо демонтированы для замены;
• подвеска обычно сочетается с подрамником, что позволяет дополнительно изолировать её от кузова;
• разнесённость в пространстве всех рычагов и их произвольная конфигурация (важно только взаимное расположение концевых шарниров) позволяют легко скомпоновать узлы заднего привода.

Недостаток, собственно, один — высокая сложность, а значит и цена. Как в производстве, так и в ремонте, поскольку замене подлежит большое количество изнашивающихся шарниров.

Закладывать же в них повышенный запас прочности нерентабельно, добавка неподрессоренных масс умножается на число рычагов.

Что лучше, Торсионная балка, МакФерсон или Многорычажка

Абсолютной шкалы ценностей для разных типов подвесок не существует, каждый имеет своё ограниченное применение в определённых классах и категориях автомобилей. Да и настроения производителей часто меняются со временем.

Торсионная балка или полунезависимая подвеска, где колёса соединены через скручивающийся элемент определённой жёсткости, может использовать в своём составе стойки типа МакФерсон, хотя в точности таковой не является.

Подвеска отличается простотой, повышенной прочностью, дешевизной и идеальна для самых недорогих автомобилей. При этом отточенной управляемости она не обеспечит, как и высокого комфорта.

МакФерсон – это чисто независимая подвеска, поэтому она более комфортабельна и лучше настраивается. Но сложная конструкция массивных стоек и повышенное трение в телескопических амортизаторах усиленного типа создают проблемы по массе и точности работы.

К тому же очень желательно использование подрамника, который торсионной балке не нужен.

Многорычажка имеет наилучшие потребительские свойства, но отличается сложностью и высокой ценой. Хороша для дорогих автомобилей с их высокими требованиями по управляемости и комфорту.

В последнее время наметился возврат к более простым подвескам даже в тех моделях, где раньше применялась многорычажка. Изготовители считают излишним подстраиваться под желания искушённых автожурналистов, которые не всегда понятны обычным покупателям автомобилей.

Возможные неисправности многорычажной подвески

Несмотря на кажущуюся сложность, в эксплуатации многорычажка ничего особенного от владельца не требует. Всё сводится к обычной замене изношенных шарниров, неудобства вызывает только их большое количество.

Но существует особая, только этой подвеске свойственная проблема. Многочисленные рычаги из-за стремления уменьшить их общую массу делаются недостаточно прочными. Особенно когда для облегчения их изготавливают из алюминиевых сплавов.

Удары от неровностей дороги могут случайно приходиться именно в неудачных направлениях, когда их воспринимает только один лёгкий и непрочный рычаг.

Металл деформируется, машина начинает активно изнашивать резину и резко теряет управляемость. За этим надо следить особо. Более прочным балкам и двойным рычагам такое свойственно гораздо меньше.

В остальном уход за подвеской аналогичен всем прочим типам. Замене подлежат подтекающие амортизаторы, ослабшие или поломавшиеся пружины, изношенные стойки и втулки стабилизаторов.

После любого вмешательства в подвеску надо проверить и восстановить начальные углы установки колёс, для чего в рычагах делаются регулировочные муфты или эксцентриковые болты.