Подвеска автомобиля, виды подвесок

Функции подвески

Условно подвески можно поделить на 2 группы – зависимые и независимые. Колеса оси зависимой подвески жестко связаны между собой, в то время как независимая система позволяет каждому колесу действовать самостоятельно, что снижает наклон корпуса автомобиля и повышает комфортность управления им. Зависимый тип не дает этих преимуществ, но конструктивно он проще и дешевле в производстве.

Подвеска типа Де Дион является компромиссом, объединяющим преимущества жесткого моста и независимой подвески. Такая конструкция применяется только для ведущей оси автомобиля.

Система Де Дион устанавливалась на Volvo 345 1975 года и Alfa Romeo 75 1985 года выпуска, а также знаменитой Ferrari Testarossa. Существуют и современные автомобили, оснащенные подвеской Де Дион, например – ВАЗ 2108, Smart, Honda H-RV. На военных грузовиках швейцарской армии такой подвеской оборудованы обе оси. Соответственно, и привод у грузовика – полный.

https://youtube.com/watch?v=RlMag7c2Bw8

Типовое разнообразие

Любая из подвесок автомобилей должна обеспечивать необходимую плавность хода, обладать кинематическими характеристиками, отвечающих требованиям устойчивости и управляемости авто.

В зависимости от особенностей конструкции, виды подвесок принято различать на два основных – зависимую и независимую.

В авто с зависимой подвеской подразумевается жесткое соединение колес, стоящих напротив, движение одного из которых в поперечной плоскости содействует перемещению второго. Авто с независимой подвеской характеризуются более сложной конструкцией, у которой смещение колес не зависит друг от друга. Этот тип независимых подвески авто подразделяются на рычажные и свечные. Виды, которые встречаются чаще всего:

• с качающимися полуосями;
• на продольных рычагах (пружинная, торсионная);
• с косыми рычагами;
• с продольными и поперечными рычагами;
• с двойными продольными и поперечными рычагами (пружинные, торсионные, рессорные);
• торсионно-рычажные;
• «Макферсон»;
• гидропневматические и пневматические подвески;
• адаптивные.

Зависимый тип

На авто этого типа подвески подразумевается жесткая связь между колесами. Агрегаты зависимого типа относятся к первым изобретениям человечества, которые ушли не очень далеко от конструкции телег, когда два колеса соединялись между собой осью.

Современные аналоги разделяются на рессорные и пружинные. Первый вариант в качестве упругого элемента предусматривает рессору, крепление которой проводится к балке моста, концами к раме или корпусу авто. Второй вариант подвесок подразумевает использование пружины.

Пусть этот тип и считается устаревшим в силу давности его изобретения, он до сих пор находит широкое применение среди грузовых автомобилей и внедорожников. Недостатки, которые безразличны на плохой дороге, становятся очевидными на трассе:

• управляемость остается желать лучшего из-за приличных подрессоренных масс при условии движения на высокой скорости;
• плохая устойчивость курсового типа;
• уровень комфорт для легковых автомобилей очень мал.

Независимый тип

Это вариант подвесок авто совершенно другой и не имеющий ничего общего с рассмотренным ранее. Подобная конструкция не имеет жесткой связи между колесами. На практике такая подвеска подразумевает автономное крепление каждого колеса к кузову авто, а при колебании одного из них эти изменения не передаются к остальным. Благодаря этому фактору крен кузова уменьшается, как результат устойчивость повышается. Практическая реализация варианта независимых подвесок автомобилей разнообразна, которая объедена в два основных типа: рычажные и свечные. Виды первых: двухрычажные, поперечнорычажные, косорычажные и продольнорычажные. Последние включают подвески МакФерсона.

Рекомендуем: Устройство и принцип работы инжектора

Среди легковых автомобилей широко распространены подвески МакФерсона и поперечнорычажная. Причины, которые наделяют авто рядом преимуществ, объясняют фактор популярности подвесок, среди них:

• достойный уровень комфорта;
• высокая степень управляемости;
• хорошая обратная связь при рулении;
• крены минимальны;
• высокая скорость движения.

Комбинированный тип

Это комбинация двух автомобильных подвесок, описанных ранее. Их конструкция спереди включает установку независимой подвески, а сзади – установку моста. Компромиссное решение разработчиков позволяет достичь комфортного передвижения по асфальту и свободного преодоления незначительного бездорожья.

Подобная комбинация легковых автомобилей идеально впишется в кроссоверы и паркетники.

Возможность свободно передвигаться по городу, выезжать в лес на пикник либо проезда по проселочным дорогам становится воплощаемой задачей. Пусть и получится что-то среднее, зато в большинстве случаев обеспечит приемлемые условия движения.

Комбинации, заслуживающие внимания

Описанные выше виды подвесок не исчерпывают их многообразие. Существуют ещё некоторые типы агрегатов, которые заслуживают внимания:

• Торсионная. Основывается на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал. Его функция представлена в виде скручивания при возникновении нагрузки.
• Активная. Для легковых автомобилей с этой подвеской термин «активная» предусматривает возможность колебания параметров при эксплуатации агрегата.
• Пневматическая. Отвечает за изменение высоты автомобилей относительно дороги, другими словами, колебания клиренса. Конструкция пневмоподвески предусматривает применение пневмоупоров на каждом колесе. Отдельно взятая пневматическая подвеска легковых автомобилей не является отдельным видом, но служит своеобразным дополнением к стандартной.

История создания

Граф Альбер Де Дион, имя которого носит тип подвески, являлся представителем французской аристократии XIX века. Этот человек безумно любил автомобили и быструю езду. Исторические данные крайне противоречивы, одни источники утверждают, что граф мало смыслил в автомобилестроении и занимался лишь финансированием компании, однако есть данные, согласно которым он лично разрабатывал конструкцию, а механики воплощали его идеи. Компания под руководством Де Диона была основана после знакомства графа с инженером Жоржем Бутоном и механиком Трепарду.

Граф Альбер очень заинтересовался паровым двигателем Бутона и предложил финансировать разработки инженера. Так свет увидел , которая разработала конструкцию четырехколесного автомобиля и применила тот самый тип подвески Де Дион.

Стремление разработать такую подвеску, которая обеспечит комфортное передвижение можно понять, если обратить внимание на дорожное покрытие Франции XIX века. Первый автомобиль с паровым двигателем, которым граф управлял лично, фактически рассыпался во время движения, поскольку мостовые состояли из камней и не были приспособлены для движения по ним на автомобиле. Так появилась идея соединить ведущие колеса балкой, а редуктор передачи (механизм придающий колесам движение), неподвижно прикрепить к кузову. Сама конструкция оказалась весьма удачной, но малоприменима для XIX века, поскольку материалы того времени не были достаточно прочными.

Устройство подвески Де Дион

Система подвески, которую разработал Альбер Де Дион, является зависимой, колеса соединены цельной поперечной балкой, но она отличается от стандартного типа. Главное преимущество такой системы в том, что она дает возможность сбалансировать массы автомобиля.

Для наземного транспорта, имеющего систему подвески, вводится понятие — подрессоренная и неподрессоренная масса. Неподрессоренной, называют массу колес и других деталей, крепящихся к ним (тормозные механизмы, диски, резина). Подрессоренной, называют массу остальных деталей автомобиля. Чем больше подрессоренная масса, тем комфортнее перемещение, стабильнее управление. Сила, с которой неподрессоренные компоненты воздействуют на автомобиль, должна компенсироваться подрессоренной массой.

Все элементы зависимой подвески относятся к неподрессоренной массе, соответственно она становится очень тяжелой и говорить о комфортности вождения не приходится. Учитывая тот факт, что в XIX веке об этих массах не было известно, можно предположить, что инженеры руководствовались интуицией, но концепция подвески Де Дион заключалась как раз в том, чтобы снять лишнюю неподрессоренную массу и перенести ее на кузов автомобиля. Что и было достигнуто путем крепления редуктора главной передачи (механизм, который придает вращение колесам) к кузову автомобиля. В свою очередь редуктор придает вращение колесам с помощью двух полуосей с двумя шарнирами на каждой. Таким образом, подвеска сохранила зависимость колес, но неподрессоренная масса была сведена к минимуму.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Рис. Схема зависимой подвески колес

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях. К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Рис. Рессоры: а) – без подрессорника; б) – с подрессорником

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

Рис. Спиральные пружины: а) цилиндрическая пружина; б) бочкообразная пружина

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Рекомендуем: Порядок слива антифриза из систему охлаждения — где сливная пробка

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Рис. Торсион

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Плюсы и минусы

Все зависимые подвески, включая Де Дион, обладают одним существенным минусом: корпус автомобиля значительно раскачивается при интенсивном разгоне и торможении.

Среди плюсов, можно выделить легкость монтажа и малый вес конструкции. Очень часто, когда производитель отказывается от независимой подвески, по каким-либо соображениям, используется подвеска типа Де Дион.

С тех пор, как свет увидел систему графа Альбера прошло много времени и конструкция претерпела некоторые изменения. Как правило, инженеры берут за основу конструкцию Де Дион, но используют современные технологии и материалы. Именно так поступили при разработке Mercedes R-класса и добились хорошего баланса управляемости и комфорта.