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:

1. Подвеска McPherson;
2. Двухрычажная подвеска;
3. Многорычажная подвеска;
4. Адаптивная подвеска;
5. Подвеска типа «Де Дион»;
6. Задняя зависимая схема подвески;
7. Полузависимая задняя подвеска;
8. Подвески пикапов и внедорожников;
9. Подвески грузовиков.

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:

1. Стабилизатор поперечной устойчивости;
2. Рычаг;
3. 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. Если интересно, можете почитать, как проверить амортизаторы.

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;
• высокая безопасность;
• 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:

1. Стабилизаторы поперечной устойчивости с возможностью регулировки;
2. Активные стойки амортизаторов;
3. Блок управления ходовой частью;
4. 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:

• Небольшие размеры;
• Малый вес;
• 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:

1. Зависимая задняя и независимая передняя схемы;
2. Полностью зависимая подвеска;
3. 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. Подробная информация о достоинствах и недостатках рессорной подвески.

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.

Подводя итог отметим, что рассмотренные типы подвесок автомобилей не являются исчерпывающим списком, но в наши дни они наиболее популярны, как в отечественном, так и в мировом автомобилестроении.

Особенности и конструктив многорычажной подвески типа Multilink

Как и следует из названия, в работе многорычажной подвески задействовано три и более рычагов на каждое колесо. Подвеска относится к независимому типу, связь по одной оси присутствует только через стабилизатор поперечной устойчивости. С точки зрения эффективности работы Multilink является наиболее совершенным типом из всех чисто механических подвесок.

Появление многорычажки и причины начала её использования

Впервые серийно подвеску установили на премиальных автомобилях со спортивными характеристиками марок Porshe и Mercedes. Связано это было с необходимостью максимального улучшения управляемости быстрых машин при использовании их возможностей водителями средней квалификации. Искусство реализации всех способностей чисто гоночных двухрычажных подвесок, которые требовали точной индивидуальной настройки, доступно далеко не всем, а многорычажные задние конфигурации умели правильно задействовать в вождении заднюю ось автомобиля.

Достигалось это приданием колесу при движении на сжатие или отбой строго определённой траектории, обеспечивающей подруливание при сохранности постоянного пятна контакта. Требования по балансу машины в скоростном повороте таким образом снимались с водителя и перекладывались на точно разработанный направляющий аппарат подвески. Например, если внешнее колесо в повороте пригружалось боковыми ускорениями, то его плоскость доворачивалась внутрь, снижая склонность к избыточной поворачиваемости.

Поскольку увеличение количества рычагов не усложняло подвеску чрезмерно, то она постепенно перешла и в более бюджетные сегменты, особенно с появлением полноприводных легковых автомобилей. Особенности автоматически подключаемой задней оси делали необходимым компенсировать избыточные уводы колёс под тягой в повороте. Чем большим крутящим моментом нагружено колесо, тем хуже его боковая устойчивость. При упрощенной подвеске это могло вызывать занос задней оси и переход в неуправляемое вращение.

Устройство многорычажных подвесок

На некоторых автомобилях тип Мультилинк использовался и на передней оси. Выглядело это достаточно упрощенно, поскольку для управляемых колёс уточнение траектории не так существенно. Водитель всегда интуитивно может отреагировать доворотом или распусканием рулевого колеса.

Передняя приводная ось

Для изменения характеристики обычной подвески на А-образных рычагах оказалось достаточным разделить половинки верхнего или нижнего рычагов, иногда добавляется дополнительный продольный. Для обеспечения жёсткости все рычаги крепились к подрамнику, а с поворотным кулаком соединялись шаровыми шарнирами.

Подруливание не требовалось, а преимущества усложнённой схемы состояли в программировании жёсткости аппарата рычагов в нужных направлениях. Это придавало точность реакциям автомобиля на быстрое руление. Задача стала актуальной потому, что на быстрых машинах начинали широко использоваться низкопрофильные шины, обладающие минимальными боковыми уводами и хорошим сцеплением с дорогой при условии сохранности пятна контакта.

Задняя независимая подвеска

Про эффект подруливания неуправляемой оси уже было сказано, но положение колеса в пространстве определяется не только поворотом плоскости вращения внутрь или наружу (приведённого схождения), но и изменением угла развала. В повороте для сохранения наилучшего контакта с поверхностью будет полезным добавить отрицательный развал нагруженному внешнему колесу.

Обеспечение адаптации углов установки колеса к нагрузке на колесо производится внедрением дополнительных рычагов, каждый из которых:

• подсоединён к кузову или подрамнику в расчётном месте;
• имеет определённые углы положения своей оси во всех плоскостях;
• подходит к кулаку ступицы в расчётной точке;
• обеспечен шарнирами известной жёсткости.

Работа подвески моделируется на компьютере в различных условиях, после чего её характеристики корректируются по результатам дорожных испытаний. Производители стремятся свести поведение машины в повороте к наиболее понятному и предсказуемому. Автомобиль не должен пугать водителя неожиданными реакциями при ошибках с выбором скорости или нагружать лишней работой систему стабилизации. При этом плавность хода остаётся на традиционно высоком для независимой подвески уровне.

Относительно небольшая длина всех рычагов, несмотря на их количество, позволяет достаточно плотно скомпоновать подвеску в ограниченном пространстве. С виду конструкция сложна, но она не требует регулировок при эксплуатации, а неудобства причиняются только при замене многочисленных шарниров во время ремонта ходовой части.

Плюсы и минусы

Будучи одним из лучших типов подвески по соотношению всех качеств, многорычажка обеспечивает целый ряд преимуществ перед менее сложными конструкциями:

• плавность хода на уровне лучших образцов;
• характеристики управляемости, конкурировать с которыми могут только активные подвески;
• дружелюбие к водителю любой степени квалификации, предсказуемые реакции в большинстве ситуаций;
• приемлемую ремонтопригодность;
• приспособленность к особенностям поведения полноприводных машин с автоматической подачей момента на вторую ось;
• при разработке под конкретный автомобиль на этапе проектирования – широкие возможности программирования свойств для конструктора.

Принципиальные недостатки отсутствуют, можно говорить лишь об относительной сложности и некотором увеличении цены ремонта за счёт количества изнашивающихся деталей. В основном это сайлентблоки, цена которых не разорит и будет нормальной платой за потребительские качества. Тем более, что речь идёт о безопасности движения, на которой давно не принято экономить. Один раз удержавшая автомобиль в излишне скоростном повороте хорошо настроенная подвеска более чем окупит все расходы на приобретение и ремонт во время эксплуатации.