Независимая подвеска – самый популярный вид подвесок. Он отличается от других тем, что каждое колесо не влияет на другие, и между колесами нет жесткой связи. Типов независимой подвески существует много, но самой популярной остается многорычажная «МакФерсон». Она отличается от других хорошими характеристиками и сравнительно низкой стоимостью.
Независимая подвеска
В современных марках машин устройство гашения колебаний работает отдельно на каждом колесе. Наезд автомобиля на препятствие одной стороной, в принципе, не оказывает большого воздействия на кузов. Независимая подвеска эффективно работает, что означает полное гашение вибрации и толчков от неровностей дороги.
Сложная конструкция устройства состоит из целого списка элементов, которые согласованно участвуют в поддержании устойчивого положения кузова авто в движении.
На обслуживание и ремонт независимой подвески придется потратиться. Этот вид пружинного устройства выбирают ради комфорта и хорошей управляемости грузовой или полноприводной машины. Популярная в списке независимых у многих марок легковых автомобилей – задняя ходовая часть бренда «Макферсон».
Независимая подвеска
Немного теории
Подвеску автомобиля в зависимости от ее конструкции можно разделить на две основных категории: зависимую или независимую. В зависимой подвеске на одной оси колёса жёстко взаимосвязаны, соответственно воздействие, которое приходится на левое или правое колесо, будет неизменно сказываться на всю жесткую балку и второе колесо на оси. Кузов при прохождении неровностей будет наклоняться или же содрогаться, причём если одно колесо на дорожном полотне находится выше другого, то в подобном случае увеличивается вероятность опрокидывания кузова.
В независимой подвеске отсутствует жесткая балка, соответственно колёса на оси не взаимосвязаны жёстко друг с другом, что позволяет существенно повысить комфорт на борту, улучшая управляемость автомобиля. Если одно из колес наезжает на какое-либо препятствие или попадает в яму, то по причине отсутствия взаимосвязи такие удары не передаются на второе колесо и кузов автомобиля. Подобное существенно улучшает показатели управляемости автомобиля.
Что лучше – зависимая или многорычажная подвеска
Назначение любого пружинного устройства – защита кузова машины от внешних ударов неровностей дороги по передним и задним колесам. Хорошо выполняет эту работу многорычажка – сложная упругая конструкция. Зависимая подвеска проще и дешевле полунезависимой. Но в современных машинах это устройство практически не применяют.
Разные виды многорычажной или полунезависимой ходовой части легкового автомобиля или грузовика имеют как достоинства, так и недостатки.
Преимущество полузависимой подвески – в малом весе, хорошей управляемости и бесшумной работе. Это означает плотное сцепление с дорожным покрытием даже на больших скоростях.
Достоинства же зависимой передней или задней подвески грузовой или легковой машины – в простой долговечной конструкции и надежности.
Подвеска с виртуальной осью поворота колеса
Такая подвеска применяется на легковых автомобилях Фольксваген Фаэтон. При подвеске переднего колеса на четырех рычагах ось его поворота проходит не через верхний и нижний шарниры поворотной стойки, как это имеет место у известных конструкций подвески, а через точки пересечения продленных осей верхних и нижних рычагов.
Рис. Подвеска с виртуальной осью поворота колеса: 1…4 — направления продольных осей рычагов; R — центр колеса; A — центр опорной поверхности колеса; n — вынос оси поворота по отношению к центру опорной поверхности; nv — вынос оси поворота по отношению к центру колеса; p — плечо обката; a — плечо действия возмущающих сил; AS — точка пересечения оси поворота колеса с плоскостью дороги
Таким образом ось поворота колеса расположена как бы в свободном пространстве и меняет свое местоположение при повороте колеса. Поэтому такую ось поворота колеса называют виртуальной. Данная конструкция позволяет существенно приблизить ось поворота колеса к его средней плоскости. Это положительно сказывается на величинах плеча обката и плеча действия возмущающих сил, благодаря чему улучшаются характеристики управляемости и устойчивости автомобиля.
Типы независимых подвесок
Расположение и соединение в систему целого списка деталей демпфирующего устройства зависит от вида ходовой автомобиля. Основное назначение – гашение толчков, колебаний кузова и удержание курсовой устойчивости.
Список видов независимых передних и задних подвесок:
- качающиеся полуоси;
- продольные, косые и двойные поперечные рычаги;
- многорычажка.
По рейтингу, преимущество отмечено у ходовой типа «Макферсон», которая стоит обычно на задних мостах многих легковых марок машин благодаря хорошему соотношению цена-качество. Все независимые подвески отличаются тем, что позволяют каждому колесу реагировать на препятствие отдельно.
Подвеска с качающимися полуосями
В старых отечественных марках машин ходовая часть обеспечивает вертикаль оси колес относительно дороги. Сама ось выглядит разделенной на две половины. Каждая часть жестко соединена со ступицами колес. Работу демпфера в устройстве выполняют амортизаторы и пружинные блоки.
Полуоси с внутренней стороны объединены шарнирным узлом. На неровной дороге колея и развал передних и задних дисков имеет большую амплитуду, что снижает безопасность.
Подвеска на продольных рычагах
Упругое устройство стабилизирует положение кузова с помощью пружин или торсионов. Конструкцию часто применяют на автомобилях с передним приводом. Продольные рычаги одной стороной крепятся к кузову, другой – к колесам машины.
Подвеска проста в обслуживании и ремонте, но с одним недостатком: плохо справляется с креном кузова на поворотах. Ходовая не позволяет удерживать постоянную колесную базу в движении.
Подвеска на косых рычагах
В этом демпфирующем устройстве детали выглядят расположенными под углом к колесу. Что значит, что конструкция эффективно поддерживает устойчивость кузова машины при любых маневрах. И сохраняет постоянный угол наклона колес в поворотах. Но при наезде на кочки и ямы устойчивость машины снижается.
Для нейтрализации негативных свойств подвески на косых рычагах применяют торсионы и пружины. Эти упругие устройства повышают устойчивость машины на неровной дороге.
Подвеска на двойных поперечных рычагах
Конструкция имеет жесткое крепление к кузову автомобиля и работает, как самостоятельный узел. Что обеспечивает управляемость и хорошую устойчивость машины на дороге.
Рычаги в независимой передней или задней подвеске расположены поперечно и соединены с опорами стоек. На передних колесах амортизаторы могут вращаться вокруг вертикальной оси. Упругие детали ходовой части – пружины, пневматические и гидравлические устройства.
Многорычажная подвеска
Эта конструкция чаще используется в элитных автомобилях на задней оси. Множество деталей в устройстве лучше гасит разнонаправленные колебания, за счет чего повышается курсовая устойчивость машины.
Многорычажная подвеска
Принцип многорычажной автомобильной подвески – поперечное расположение работающих независимо деталей. Особенность пружинной конструкции – хорошая плавность хода и управляемость, что также значит бесшумную работу при движении.
Технические нюансы
А сейчас перейдём к технической стороне вопроса и разберёмся с конструкцией и устройством зависимой системы, а также её разновидностями. К подобным типам подвесок причисляют такие:
- на продольных рессорах (рессорная);
- с направляющими рычагами (зависимая пружинная);
- подвеска Де Дион.
Первый вариант является одним из самых старых. Состоит такая конструкция из балки моста, соединяющей два колеса, а также двух продольных рессор, на которых она крепится.
Рессора в данном варианте выступает в качестве универсального упругого элемента – она принимает на себя нагрузки в вертикальной и поперечной плоскости, а также гасит колебания кузова. Конечно, высокого комфорта от работы подвески подобной системы не добиться, к тому же на больших скоростях начинают появляться проблемы с управляемостью.
Более совершенной и современной можно назвать конструкцию с направляющими рычагами. Вариантов исполнения в плане количества рычагов и их конфигурации есть масса – это и подвеска с тягой Панара, и с механизмом Уатта или Скотта-Рассела. По сравнению с рессорными, у этих систем гораздо лучше управляемость и поведение в поворотах. Главным упругим элементом тут является пружина, а помогает ей амортизатор.
Что же касается подвески Де Дион, то тут есть один нюанс. Дело в том, что данную систему нельзя назвать полностью зависимой из-за хитрого расположения элементов, которое обусловлено тем, что разрабатывалась она для задней оси заднеприводных авто. В ней дифференциал и балка, соединяющая колёса, разделены.
Рекомендуем: Какую жидкость заливают в гидроусилитель руля
Дифференциал жёстко соединён с корпусом автомобиля, а вращение от него на колёса передаётся через качающиеся ведущие валы. По мнению экспертов, подвеска Де Дион по многим параметрам превосходит лучшие образцы независимых конструкций, и единственным существенным её недостатком является цена, из-за чего встретить её можно не часто, да и то преимущественно на спорткарах.
Недостатки и преимущества независимых подвесок
Положительная сторона пружинной конструкции – возможность регулировки ходовой части легкового автомобиля для поддержания комфортных условий вождения. А это значит, что упругие элементы создают хороший контакт на любом дорожном покрытии.
Список основных достоинств независимой подвески:
- управляемость в движении;
- плавный ход машины;
- уменьшенный крен на поворотах;
- независимое регулирование положения передних и задних колес.
Однако рычаги и балки, другие элементы узла быстро изнашиваются во время эксплуатации.
Отсюда список недостатков независимых подвесок:
- сложная конструкция;
- дорогое изготовление и обслуживание устройства;
- невысокая ремонтопригодность из-за множества деталей.
Поэтому сложные пружинные конструкции обычно используют в дорогих марках легковых авто.
Сходство и различия
Обе подвески преследуют одинаковую цель. Она нужны, чтобы сделать поездки на автомобилях безопаснее и комфортнее.
В плане конструкции общее между ними то, что в обоих случаях используются упругие элементы, амортизаторы и направляющие. Ярким примером можно считать применение рессор. Некоторые активно монтируют пневмоподушки в пружины для увеличения комфорта.
Но отличий между ними куда больше:
Применение
Как сказано выше, конструкция независимой подвески сложная. Узел состоит из множества деталей. Из-за увеличения площади контакта зависимых движущихся частей падает надежность всей конструкции. В связи с этим многорычажка редко используется в легковых автомобилях марки эконом. Независимую подвеску чаще устанавливают на заднюю ось кроссоверов и полноприводных внедорожников.
Значение устройства — в обеспечении хорошего сцепления с дорожным покрытием и устойчивости машины с передним или полным приводом. При этом многорычажную подвеску на двух осях можно найти только в списке современных марок автомобилей высшего класса.
Пленка для тонировки стекол автомобиля: какую лучше выбрать, чем отличаются
- Колеса зависимой системы имеют жесткое соединение, делающие их зависимыми друг от друга. У конкурента колеса работают самостоятельно;
- У независимых узлов неподрессоренных масс больше, что обусловлено отсутствием моста;
- Независимая более чувствительная в отношении колес, которые не соответствуют требованиям автопроизводителя;
- Вероятность опрокинуться при резком повороте или при попадании в яму на машине с независимой автоподвеской меньше из-за отсутствия жесткого соединения колес.
Как видите, разница действительно есть, и она во многом существенная. На чем именно остановить свой выбор, каждый решает сам.
Конструкция с двумя рычагами
Двухрычажная независимая подвеска автомобиля также применяется на передней оси и отличается от предыдущей конструкции по таким признакам:
- Амортизатор и пружина не составляют единый узел, хотя первый встроен внутрь второй. Крепятся детали отдельно – стойка к шарниру кузова, а пружина просто упирается в стакан.
- Добавлен верхний рычаг с шаровой опорой, прикрученной к поворотному кулаку. По длине элемент короче нижнего рычага, поскольку крепится к лонжерону изнутри колесной арки.
- Поворот колеса производится той же рулевой тягой, но за счет двух шаровых опор, установленных на концах рычагов.
- Стойка с пружиной проходит сквозь технологический проем верхнего рычага и прикрепляется к нижнему. Соответственно, упругие элементы не вращаются вместе с поворачивающимся колесом, верхний опорный подшипник отсутствует.
В остальном подвеска идентична «Макферсону» – снизу стоит подрамник, соединенный с рычагами на шарнирах и посредством стабилизатора поперечной устойчивости. В некоторых случаях последний прикручивается не к передней балке, а прямо к деталям кузова.
Благодаря особенностям конструкции все динамические и статические нагрузки равномерно распределяются на все элементы подвески – пружины, амортизаторы, рычаги и стабилизатор. В результате срок службы стойки и прочих деталей существенно увеличивается. Подвеска гораздо «мягче» и надежнее, нежели McPherson, поэтому успешно используется на автомобилях премиум-класса и внедорожниках.
Справка. Двухрычажная система устанавливалась на все классические модели ВАЗ 2101–2107. Невзирая на множество других недостатков, эти старые автомобили считались довольно комфортными для езды по нашим дорогам.
Подвеска с 2 рычагами по понятным причинам дороже и сложнее в ремонте. Но «колдовать» над ней приходится реже, поскольку детали изнашиваются равномерно.
Однорычажная система типа «Макферсон»
Данный тип подвески считается наиболее дешевым и практичным. Устанавливается на переднюю ось большинства бюджетных легковых автомобилей и состоит из таких деталей:
- подрамник – металлическая конструкция, прикрепляемая к нижней части кузова;
- поперечные нижние рычаги, установленные на подрамнике;
- поворотный кулак со ступицей крепится к рычагу посредством шаровой опоры;
- роль верхнего рычага играет сама стойка в сборе с пружиной, опирающаяся верхним концом в стакан кузовного лонжерона;
- стабилизатор, связывающий поперечные рычаги;
- наконечники рулевых тяг, присоединенные к поворотным кулакам на шарнирах.
Принцип действия подвески McPherson довольно прост: амортизатор, установленный внутри пружины, работает вместе с ней как главный демпфирующий элемент. Стойка способна вращаться вместе с поворотным кулаком за счет опорного подшипника в верхней части. Рычаг держит колесо снизу, а поворот осуществляется под воздействием рулевой тяги, прикрепленной шарниром к кулаку. От кренов автомобиль предохраняет стабилизатор, соединенный с подрамником и обоими рычагами.
Справка. Стойки подвески «Макферсон» расположены не строго вертикально, а отклонены назад под небольшим углом (так называемый угол кастора).
Основные плюсы данной подвески – компактность, низкая стоимость и возможность без проблем подключить к колесам ШРУСы от поперечно стоящего мотора. Дополнительное преимущество – большой ход, практически на всю длину раскрытия амортизатора, предохраняющий детали кузова от пробоев подвески.
Теперь о минусах:
- Опорная стойка подвержена ударным нагрузкам со стороны колеса и нередко выходит из строя. Это слабое место конструкции McPherson.
- Из-за большого хода и подвижного крепления элемента упругости на шарнирах существенно меняется развал передних колес.
Указанные недостатки не позволяют устанавливать независимую подвеску Макферсон на тяжелые машины премиум-класса, внедорожники и спорткары.
Назначение
Назначение подвески – сделать езду безопасной, плавной, уберечь авто от крена (наклона) кузова во время разгона, прохождения поворота и при торможении.
Фактически элементы подвески решают несколько задач:
- Увеличивают комфорт при езде. Это достигается за счёт демпфирования вибрации, толчков, ударов. Устройство «работает» с действующими силами колебания и гашения (трансформирует воздействия в допустимые колебания), обеспечивает упругую связь между кузовом и колёсами. Качественная подвеска позволяет достичь эффективного перераспределения энергии колебаний автомобиля между кузовом транспортного средства и колёсной базой. Амортизаторы поглощают эту энергию, превращая ее в тепло. Чем больше энергии поглощает амортизатор, тем быстрее будут затухать колебания кузова.
- Оказывают помощь при маневрах, регулируют (стабилизируют) положение кузова во время езды, обеспечивают противостояние дифференту – «кивкам» при торможении. От подвески зависит устойчивость авто и его управляемость. Шины транспортного средства находятся в постоянном контакте с дорожным покрытием.
- Минимизируют нагрузки на колеса. Благодаря этому вместе с правильно подобранными протекторами улучшают сцепление.
- Оптимизируют уровень точности рулевого управления во время езды. Ведь под контролем – геометрия положения и перемещения колёс.
Принцип работы
Схема работы подвески автомобиля основывается на преобразовании энергии удара, возникающего от наезда колеса на неровность покрытия дороги, в перемещение упругих элементов (к примеру, пружин). В свою очередь, жесткость перемещения упругих элементов контролируется, сопровождается и смягчается действием гасящих устройств (например, амортизаторов). В результате, благодаря подвеске, сила удара, которая передается на кузов автомобиля, уменьшается. Этим и обеспечивается плавность хода. Лучший способ увидеть работу системы – это использовать видео, которое наглядно демонстрирует все элементы подвески автомобиля и их взаимодействие. » alt=»»> Автомобили обладают самыми различными по жесткости подвесками. Чем жестче подвеска, тем информативнее и эффективнее управление автомобилем. Однако при этом серьезно страдает комфорт. И, наоборот, мягкая подвеска устроена так, что обеспечивает удобство в эксплуатации и жертвует управляемостью (чего нельзя допустить). Именно поэтому производители автомобилей стремятся найти их наиболее оптимальный вариант – сочетание безопасности и комфорта.
