Типы подвесок автомобиля

ЧТО ВХОДИТ В ПОДВЕСКУ АВТОМОБИЛЯ

К современным машинам предъявляется множество требований. Они должны быть хорошо управляемыми и при этом устойчивыми, бесшумными, комфортными и безопасными. Чтобы претворить в жизнь все эти пожелания, инженерам требуется тщательно продумать устройство подвески.

На сегодняшний день не существует какого-либо универсального эталона. В арсенале каждого автопроизводителя свои хитрости и современные разработки. Однако, для всех типов подвесок характерно наличие таких объектов:

• Упругий элемент.
• Направляющая часть.
• Стабилизатор устойчивости.
• Амортизирующие устройства.
• Колесная опора.
• Крепежи.

УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ

Автомобильная подвеска содержит упругие элементы, изготовленные из металла и неметаллические части. Они необходимы для перераспределения ударной нагрузки, получаемой колесами при встрече с неровностями дороги. К металлическим упругим деталям относятся рессоры, торсионы и пружины. Неметаллические элементы — это резиновые отбойники и буферы, пневматические и гидропневматические камеры.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Исторически самыми первыми появились рессоры. С точки зрения конструкции — это металлические полосы разной длины, соединенные между собой. Помимо эффективного перераспределения нагрузки, рессоры хорошо амортизируют. Чаще всего они используются в ходовой части грузовиков.

Торсионы представляют собой наборы пластин или стержней, работающих на скручивание. Обычно торсионной бывает задняя подвеска автомобиля. Устройства этого типа используют, кроме того, японские и американские производители машин увеличенной проходимости.

Металлические пружины входят в состав ходовой части любого современного авто. Эти элементы могут иметь постоянную или переменную жесткость. Их упругость зависит от геометрии прутка, из которого они изготовлены. Если диаметр прутка меняется на всем протяжении, то пружина имеет переменную жесткость. В противном случае упругость является постоянной.

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Упругие неметаллические детали используются совместно с металлическими. Резиновые элементы – отбойники и буферы – не только участвуют в перераспределении динамических нагрузок, но и амортизируют.

Пневматические и гидропневматические камеры используются в конструкциях активных подвесок. Их действие определяется свойствами только сжатого воздуха (пневмокамеры) или газа и жидкости (гидропневматические камеры). Эти упругие элементы дают возможность менять клиренс транспортного средства и жесткость системы амортизации автоматически.

Кроме того, они обеспечивают высокую плавность хода. Первыми были разработаны гидропневматические камеры. Они появились на машинах марки Citroen в 1950-х годах. Сегодня пневматическими и гидропневматическими подвесками опционно оснащают авто бизнес-класса: Mercedes-Benz, Audi, BMW, Volkswagen, Bentley, Lexus, Subaru и др.

НАПРАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ

Направляющие элементы подвески – это стойки, рычаги и шарнирные соединения. Их основные функции:

• Удерживать колеса в правильном положении.
• Поддерживать траекторию движения колес.
• Обеспечивать соединение системы амортизации и кузова.
• Передавать энергию движения от колес на кузов.

СТАБИЛИЗАТОР ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

Подвеска автомобиля не обеспечивала бы транспортному средству необходимой устойчивости без стабилизирующего устройства. Оно борется с центробежной силой, стремящейся опрокинуть машину при повороте, и уменьшает крены кузова.

В техническом отношении стабилизатор поперечной устойчивости – это торсион, связывающий систему амортизации и кузов. Чем выше его жесткость, тем лучше авто держит дорогу. С другой стороны, излишняя упругость стабилизатора уменьшает ход подвески и снижает плавность движения транспортного средства.

Стабилизаторами поперечной устойчивости оснащают, как правило, обе оси машины. Но если задняя подвеска автомобиля торсионная, устройство устанавливают только спереди. Полностью отказаться от него смогли инженеры Mercedes-Benz. Они разработали особый тип адаптивной подвески с электронным контролем положения кузова.

В каких машинах неубиваемая подвеска

Понятие неубиваемости можно рассматривать по-разному. Это и прочность, и энергоёмкость, и качество изготовления. Неубиваемой можно считать практически любую подвеску серьёзных внедорожников.

Например, Toyota Land Cruiser конца 20 века, когда этому качеству уделялось большое внимание, а сами подвески были отработаны многолетним производством. Или другой пример – Renault Logan, точнее все машины на платформе «B0»

Их подвески специально разрабатывались под страны третьего мира и с задачей справились успешно

Или другой пример – Renault Logan, точнее все машины на платформе «B0». Их подвески специально разрабатывались под страны третьего мира и с задачей справились успешно.

То же можно сказать о старых седанах Mercedes, сделанных во времена заботы о долговечности ходовой на любых дорогах мира. И совсем уж спорный пример – любые машины, разработанные в СССР. Достаточно ознакомиться с условиями, в которых эти автомобили проходили государственные испытания.

Но сейчас такой задачи перед автостроителями уже не стоит. Проще отремонтировать, чем закладывать большой запас прочности и долговечности.

Какие подвески бывают

В связи с особенностями конструкции подвески принято разделять на 3 вида: зависимая, независимая и полунезависимая подвеска

Зависимая подвеска

Подразумевает жесткое соединение противоположных колес, при котором перемещение одного колеса в поперечной плоскости влечет за собой перемещение другого. В состав моста автомобиля входит жесткая балка, заставляющая колеса двигаться параллельно. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов использовались рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой.

Преимущества:

• невысокая стоимость
• легкость конструкции
• высокий центр поперечного крена
• постоянство развала и колеи

Другими словами, на ровной поверхности, не зависимо от раскачки, угол наклона колес относительно дороги не меняется, а машина имеет наилучшее сцепление с дорожным покрытием. На плохой дороге, к сожалению, это преимущество теряется, т. к. провал одного колеса влечет за собой провал и второго, в результате чего сцепление ухудшается.

Конструкция очень простая и надежная, потому широко используется для грузовых автомобилей и на задней оси легковых.

Полунезависимая

Включает в себя жесткую балку, которую торсионы удерживают на кузове. Эта конструкция делает подвеску относительно самостоятельной по отношению к кузову. Для примера можно изучить подвеску переднеприводного автомобиля ВАЗ.

Независимая подвеска

Предполагает автономную работу каждого колеса. Т.е. их перемещения не зависят друг от друга, что приводит к более плавному ходу. Независимая подвеска может быть как передней так и задней, и в свою очередь ее принято разделять на:

• Подвеска с качающимися полуосями — основным элементом конструкции выступают полуоси. При наезде на неровности колесо всегда сохранит перпендикулярное положение относительно полуоси.
• Подвеска с косыми рычагами — оси качания рычагов находятся под косым углом. Преимуществами такого вида прибора можно назвать уменьшение колебаний колесной базы и крена авто на поворотах.
• Подвеска на продольных рычагах — самый простой тип, среди независимых. Каждое колесо удерживается при помощи рычага, воспринимающего боковые и продольные усилия. Обычно рычаг крепится к кузову при помощи шарниров и обладает высокой устойчивостью. Недостаток такой подвески заключается в том, что на поворотах колеса наклоняются вместе с кузовом, создавая большой крен.
• С продольными и поперечными рычагами. Этот вид подвесок сложен в техническом плане и громоздок, поэтому слабо популярен (использовался на таких марках как Rover, Glas и т.д.).
• С двойными продольными и поперечными рычагами.
• Торсионно-рычажная подвеска — включает в свою конструкцию два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Используется на задней оси переднеприводных автомобилей, в современном автомоделировании в основном на бюджетных китайских моделях. Преимуществом считается надежность и простота, а недостатком — излишняя жесткость, лишающая комфорта пассажиров заднего ряда.
• Подвеска МакФерсон — самая распространенная схема передней подвески современных автомобилей. Это обусловлено небольшой шириной, легкостью и простотой конструкции. Однако у такой подвески есть и существенный минус: высокое трение в амортизаторной стойке и, как следствие, снижение фильтрации дорожных шумов и неровностей.
• Гидропневматическая и пневматическая подвеска. Роль упругих элементов исполняют пневматические баллоны и гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов.
• Адаптивная подвеска отличается тем, что степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от качества дорожного полотна, параметров движения и запросов водителя. Результатом можно отметить повышенную маневренность и безопасность.

Все подвески имеют свои положительные характеристики и недостатки. Некоторые до сих пор широко используются, а какие-то давно не актуальны.

Типы подвесок

Рассмотрим наиболее распространенные типы подвесок автомобиля.

Подвеска зависимого типа

Самая старый тип подвесок, зависимая подвеска применяется и сегодня, а ее главной отличительной особенностью неизменно остается достаточно жесткая связь колесных осей посредством простой балки или картера моста. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов применялись рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой, которая воспринимает боковые силы. Используется на задней оси переднеприводных бюджетных автомобилей, а также многих внедорожников.

Принято считать, что кроме невысокой стоимости, простоты использования преимуществами зависимая подвеска автомобиля не обладает – это совершенно не так. Ее плюсы – небольшой вес, если разговор идет о ведомой оси, достаточно высокий центр поперечного крена и самое главное – постоянство развала и колеи. Независимо от крена и раскачки на ровной дороге угол наклона колес к дорожной поверхности не изменяется, это значит, что в любых режимах машина имеет наилучшее сцепление с поверхностью. Хотелось бы сказать, что больше ни одна подвеска не может похвастаться подобными свойствами.

К сожалению, ситуация ухудшается на плохом дорожном покрытии – провал колеса в яму способствует изменению развала другого, а это уменьшает сцепные свойства. При движении прямо это не сильно ощутимо, но при повороте может привести к неожиданному заносу.

Также существуют значительные проблемы с управляемостью автомобиля. Разнонаправленный ход колес происходит с поворотом балки моста, что провоцирует плохую поворачиваемость и полное отсутствие стабильности на прямой. Также здесь тяга Панара дергает ось влево-вправо, что ухудшает ситуацию.

К счастью, это поправимо. Для того чтобы поперечина перестала разворачиваться, с каждой стороны вместо одного продольного рычага можно использовать два, расположенных по системе механизма Уатта. Устранить проблему осевых смещений поможет монтаж продольного рычага, удерживающего балку по центру вместо тяги Панара. Но на практике становится ясно, что такое изменение бессмысленно – конструкция заметно усложняется и требует больше места в высоту. А ведь главная область применения подвески зависимого типа – бюджетные автомобили.

Типичным представителем данной конструкции может быть задняя подвеска с винтовыми цилиндрическими пружинами в роли упругих элементов. В качестве примера можно рассмотреть конструкцию задних подвесок классических моделей «Жигули». Здесь с помощью двух винтовых пружин балка заднего моста «подвешивается», а также дополнительно прикрепляется к кузову автомобиля благодаря четырем продольным рычагам. Вдобавок к этому для увеличения плавности хода, повышения управляемости и уменьшения крена кузова при поворотах монтируется реактивная поперечная штанга.

Компоновки независимых подвесок

Из чего состоит передняя подвеска? Основа любой современной конструкции – это рычаг, на котором качается ступица или поворотный кулак. Чтобы под весом машины ступица не подломилась, нужен и верхний ограничивающий элемент. В однорычажных подвесках им служит стойка, которую вес машины буквально пытается согнуть. В многорычажных нагрузку принимает на себя верхний рычаг, качающийся параллельно нижнему.

Многорычажная система значительно прочнее однорычажной, а ее конструкция позволяет гораздо лучше контролировать траекторию движения колеса. Поэтому, несмотря на очевидные минусы (более сложный ремонт, большую стоимость), она стала неотъемлемой частью и тяжелых внедорожников, и спортивных автомобилей.

Типы подвесок автомобиля

По особенностям конструкции все виды подвесок разделяют на два основных типа: зависимые и независимые.

Зависимая подвеска авто жёстко соединяет оба колеса оси. Таким образом, перемещение одного колеса влечёт за собой перемещение второго.

Независимая подвеска устроена сложнее. Колёса в такой подвеске перемещаются независимо друг от друга, и таким образом плавность хода автомобиля повышается.

Передние и задние подвески

Передние подвески автомобилей несут большую нагрузку – как в прямом, так и переносном смысле. На неё приходится основной вес автомобиля, а также и основная задача повышения плавности хода. Функция передней подвески – плавность хода без тряски и раскачивания кузова, комфорт водителя и пассажиров, безопасность движения, снижение вибраций и лишнего трения между деталями автомобиля. Таким образом, виды передней подвески автомобиля обычно относятся к независимому типу.

Нагрузка на заднюю подвеску не так велика. Задние колёса большинства моделей авто не изменяют угла поворота, не удерживают большого веса точных деталей, от них плавность хода зависит в меньшей степени. Поэтому в большинстве автомобилей используются зависимые или полунезависимые типы задней подвески.

Подвеска MCPherson, устройство, достоинства и недостатки

Данная вариация подвески была разработана инженером Эрлом Макферсоном в 1960 году. Названа в честь изобретателя. Ее основные составляющие:

1. Рычаг.
2. Стабилизатор поперечной устойчивости.
3. Блок (состоит из пружинного элемента и телескопического амортизатора).

Еще одно название телескопического амортизатора — «качающаяся свеча», поскольку он крепится к кузову посредством шарнира и способен качаться, когда колесо перемещается вверх и вниз.

У данного типа подвески есть свои недостатки — существенное преобразование угла развала колес, однако он очень популярен благодаря простоте конструкции, надежности и демократической цене.

Модернизация подвески

Штатная подвеска «семёрки» считается мягкой и несовершенной. Поэтому многие решаются на тюнинг и доработки. Это помогает существенно улучшить управляемость и общий уровень комфорта, а также увеличить срок службы пружин, шаровых, втулок и других элементов.

Усиленные пружины

Пружины — основной элемент, отвечающий за плавность хода, курсовую устойчивость и хорошую управляемость. При их ослаблении или проседании подвеска не в состоянии компенсировать нагрузки, поэтому случаются пробои её элементов и другие неприятности.

Владельцам «семёрки», часто передвигающимся по плохим дорогам или ездящим с загруженным багажником, однозначно надо подумать о модернизации штатных пружин. Кроме того, есть два основных признака, по которым можно судить, что нужна замена элементов.

1. При визуальном осмотре было обнаружено, что на пружинах есть повреждения.

2. Заметно уменьшился дорожный просвет автомобиля, так как пружины со временем или от чрезмерной нагрузки просели.

Проставки — это первое, что приходит на ум владельцам ВАЗ 2107. Но такой вывод не совсем правильный. Да, они восстановят жёсткость пружин, однако скажутся отрицательно на ресурсе элементов. Вскоре на усиленных этим способом пружинах можно будет обнаружить трещины.

Поэтому единственно верным решением станет замена обычных пружин на усиленные или доработанные от ВАЗ 2104. Одновременно надо поменять и амортизаторы на более мощные, иначе усиленные пружины легко повредят штатную систему.

Перед тем как начать процедуру замены, надо вооружиться следующими инструментами.

1. Подъёмником.
2. Набором различных ключей, включая баллонный.
3. Монтировкой.
4. Бруском.
5. Проволочным крюком.

Теперь подробнее о замене.

1. Автомобиль поставить на домкрат, снять колёса.
2. Демонтировать стойки или обычные амортизаторы.
3. Фиксаторы верхнего рычага ослабить.
4. Установить под машину брусок, поднять домкратом нижний рычаг.

5. Открутить крепление стабилизаторной балки.

6. Убрать подъёмник.

7. Ослабить гайки нижнего и верхнего шарового шарнира, но полностью не откручивать.

8. Выбить палец опоры из поворотного кулака, действуя монтировкой и молотком.

9. Зафиксировать верхний рычаг проволочным крюком, а нижний опустить.

10. Поддеть пружины монтировкой снизу и снять их.

Затем нужно освободить обе пружины от прокладок, проверить состояние последних. Если они в хорошем состоянии, установить на новую пружину, используя изоленту. Поставить усиленные пружины на места штатных.

Усиленная пружина ставится на место штатной в обратном порядке

Пневмоподвеска

«Семёрка» имеет большой потенциал в плане модернизации передней подвески. И многие владельцы автомобиля решаются на установку пневмоподвески с электрическим компрессором, шлангами и блоком управления.

Комплект элементов пневмоподвески включает компрессор, шланги, трубки, стойки и другое оборудование

Это настоящий электронный помощник, дающий возможность менять величину дорожного просвета в зависимости от условий движения. Благодаря такому нововведению повышается устойчивость машины на больших скоростях, поездки на дальние расстояния становятся комфортными, автомобиль мягче проходит неровности, одним словом, становится похожим на иномарку.

Модернизация системы проходит так.

1. ВАЗ 2107 устанавливается на яму.
2. Обесточивается аккумуляторная батарея.
3. С автомобиля демонтируются колёса.
4. Передняя подвеска целиком разбирается, на её место устанавливаются элементы пневмоподвески.

5. Под капотом размещают блок управления, компрессор и ресивер. Затем элементы соединяются между собой трубами и шлангами.

6. Компрессор и БУ интегрируются с бортовой сетью автомобиля.

Видео: пневмоподвеска на ВАЗ, стоит или нет

Электромагнитная подвеска

Ещё один вариант модернизации подразумевает использование электромагнитной подвески. Она представляет собой совокупность механизмов и компонентов, выполняющих функции связующего звена между дорогой и кузовом. Благодаря применению этой разновидности тюнинг-подвески обеспечивается плавность хода, высокая устойчивость, безопасность и комфортабельность. Автомобиль не будет «проседать» даже во время длительной стоянки, а благодаря встроенным пружинам подвеска сохранит работоспособность и при отсутствии команд от бортовой сети.

Электромагнитная подвеска работает под управлением микроконтроллера и обеспечивет более высокую плавность хода и безопасность

На сегодняшний день самыми известными производителями электромагнитных подвесок являются компании Delphi, SKF, Bose.

Передняя подвеска ВАЗ 2107 требует своевременного ухода и контроля над основными узлами. Помните, что от этого зависит безопасность на дорогах.

Принцип работы

Посредством работы схемы сила колебаний преобразуется в энергию, которая затем перемещает упругие элементы. Нагрузка от колес постепенно переходит на пружину, и кочка становится не такой страшной. При желании можно настроить жесткость перемещения элементов упругости, и, если есть такая необходимость, смягчить действие гасящих деталей.

Плавность хода авто обеспечивается за счет уменьшения силы удара. Чтобы убедиться в этом, стоит посмотреть видео в интернете — таких роликов полно.

Следует отметить, что автомобили обладают различными по типу жесткости подвески. И чем жестче конструкция, тем эффективнее будет управление транспортным средством, но от этого пострадает комфорт сидящих в салоне. И, наоборот, если будет обеспечено удобство эксплуатации, может пострадать управляемость. Ни то, ни другое недопустимо. Поэтому владельцы авто стремятся найти наиболее верное решение путем выбора подходящей системы подвеска.

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.

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:

1. Опорная стойка подвержена ударным нагрузкам со стороны колеса и нередко выходит из строя. Это слабое место конструкции McPherson.
2. 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.

Неисправности и обслуживание подвески

Сразу же оговоримся: согласно российским правовым нормам, ни одна неисправность подвески не отнесена к «Перечню…» неисправностей, с которыми запрещается движение. И это спорный момент.

Представим, что амортизатор подвески (передней или задней) не работает. Такое явление означает, что проезд каждой неровности будет сопряжен с перспективой раскачки кузова и потерей управляемости автомобиля. А что можно сказать о вконец разболтавшейся и пришедшей в негодность шаровой опоре передней подвески? Результат неисправности детали — «вылетела шаровая» — грозит серьезным ДТП. Лопнувший упругий элемент подвески (чаще всего пружина) приводит к возникновению крена кузова и подчас абсолютной невозможности продолжать движение.

Описанные выше неисправности – это уже конечные, наиболее одиозные неисправности подвески автомобиля. Но, несмотря на их крайне негативное влияние на безопасность движения, эксплуатация транспортного средства с такими проблемами не запрещается.

Большую роль в обслуживании подвески играет контроль за состоянием автомобиля в процессе движения. Скрипы, шумы и стуки в подвеске должны насторожить и убедить водителя в необходимости сервисного обслуживания. А длительная эксплуатация автомобиля вынудит его применить радикальный метод – «поменять подвеску по кругу», то есть заменить практически все детали и передней, и задней подвески.

Мне нравится4Не нравится