Про Тачку ⁄ Полезные статьи ⁄
Подвеска автомобиля – важный элемент, который влияет на 3 главных критерия: безопасность, проходимость и комфорт езды. Разные виды подвесок по-разному обеспечивают указанные качества, поэтому создаются различные модификации ходовых элементов автомобиля. Сегодня речь пойдет о зависимой и независимой подвеске автомобиля: какая разница в конструктивном плане между этими видами, а также в функциональном.
Почему подвеска называется зависимой
В определении термина заключена основная особенность механизма – жёсткая связь между колёсами одной оси. Любое изменение пространственного положения одного из них обязательно повлияет на второе. То есть колёса зависимы, что несколько упрощает конструкцию, но не всегда благотворно влияет на характеристики подвески.
Принцип работы
Как и любой другой тип подвески, зависимая включает в себя:
- упругие элементы в виде спиральных пружин, листовых рессор, или более экзотических устройств, встречающихся на легковых автомобилях довольно редко;
- демпферы колебаний, обычно это гидравлические амортизаторы телескопического типа;
- направляющий аппарат, поддерживающий более-менее неизменными углы установки колёс при рабочих ходах подвески на сжатие и отбой.
При наезде на препятствие одним из колёс, второе, расположенное на той же оси, по причине своей связи с первым через жёсткую балку начинает изменять свой угол развала, сохраняя схождение.
При этом смещается пятно контакта, изменяется его форма и площадь, что с точки зрения управляемости на большой скорости очень нежелательно. Для ослабления данного эффекта применяются разные технические ухищрения, но полностью избежать этого невозможно.
Устройство и схема зависимой подвески
Различаются схемы зависимой подвески для ведущих и свободных мостов автомобиля. При этом любой мост может быть управляемым, но рулевой привод не оказывает влияния на работу подвески и не относится к её узлам.
Наиболее просто выглядит зависимая подвеска неведущего моста. Чаще всего такое встречается на грузовых автомобилях, поскольку подобные конструкции на легковых давно ушли в прошлое, а у автомобилей повышенной проходимости, за которыми закрепилось фольклорное название джипов, все мосты являются ведущими.
Свободный мост представляет собой довольно мощную кованую профилированную балку, на концах которой смонтированы ступичные узлы колёс с подшипниками и тормозными механизмами.
В качестве упругого элемента могут быть применены рессоры или пружины. В первом случае достаточная прочность и жёсткость пакетов листовых рессор в продольном и поперечном направлении позволяет обойтись без прочих деталей направляющего аппарата, так как в вертикальном рессора обладает нужной упругостью.
Примерно так же устроен и ведущий мост с зависимой подвеской. Иногда его ещё называют неразрезным. Он представляет собой уже не швеллер, а полую трубу с картером (часто именуемым «яблоком») редуктора.
От редуктора по трубам балки (чулкам) к ступицам колёс идут жёсткие полуоси. Если мост является одновременно управляемым, то полуоси соединяются со ступицами через ШРУСы – шарниры равных угловых скоростей, что позволяет колёсам изменять положение своей плоскости вращения в повороте.
К яблоку моста подходит карданный вал. Подвеска всей балки с редуктором и колёсными узлами аналогична неведущему мосту. Те же рессоры, пружины и амортизаторы.
Амортизаторы
Из курса школьной физики известно, что любой упругой системе свойственны колебания с некой собственной частотой. А если еще будет воздействовать возмущающая сила с совпадающей частотой, то возникнет резонанс — резкое увеличение амплитуды колебаний. В случае с торсионной или пружинной подвеской бороться с этими колебаниями и призваны амортизаторы. В гидравлическом амортизаторе рассеивание энергии колебаний происходит за счет потери энергии на перекачивание специальной жидкости из одной камеры в другую. Сейчас телескопические амортизаторы распространены повсеместно, от малолитражек до большегрузных автомобилей. Амортизаторы, называемые газовыми, на самом деле тоже жидкостные, но в свободном объеме, а он есть у всех амортизаторов, содержится не просто воздух, а газ под повышенным давлением. Поэтому «газовые» амортизаторы всегда стремятся вытолкнуть свой шток наружу. А вот у следующего вида подвесок без амортизаторов можно обойтись.
Виды зависимых подвесок
В зависимости от применяемых упругих элементов меняется вся схема подвески. Дополнительное усложнение начинается, когда конструкторы стремятся максимально уменьшить влияние врождённых недостатков зависимой подвески или увеличить её прочность и грузоподъёмность.
На продольных рессорах
Самая распространённая схема для грузовиков и прочих автомобилей середины 20 века. Обычно применяются рессоры полуэллиптического типа, сменившие ранее использовавшиеся полные рессорные эллипсы на каретах и первых автомобилях.
Рессора представляет собой дугообразный набор из листов рессорной стали, собранных в пакет с помощью хомутов. Иногда между листами находятся пластиковые противоскрипные шайбы. Они же уменьшают нежелательное трение между листами, которое снижает комфорт на мелких неровностях. Рессора крепится к балке моста с помощью U-образных стремянок, стянутых гайками.
На автомобилях высокой проходимости с целью максимального поднятия кузова над дорогой рессоры могут быть расположены поверх балки, но типичной стала конструкция, где они находятся под ней. Так автомобиль более устойчив за счёт снижения центра тяжести.
Подвеска типа «качающаяся свеча»
Является самой первой независимой подвеской. На современных автомобилях используется только на британских автомобилях спортивного типа.
Является предшественницей подвески типа Мак-Ферсон. Основой здесь является кулак поворотный, закрепленный пружиной. Имеет свободный ход вверх-вниз по трубчатой направляющей, намертво прикрепленной к раме автомобиля.
Езда на автомобиле с такой подвеской является очень жесткой и некомфортной. Именно из-за этого фактора, а также дороговизны, она не получила большого распространения.
Отличия зависимой и независимой подвески
В независимой подвеске нет связей между колёсами, каждое может перемещаться только в рамках, задаваемых её направляющим аппаратом.
При этом она устроена значительно сложнее, поскольку у этого аппарата нет общих частей для левой и правой сторон, а значит многое приходится дублировать. Но для легковых автомобилей это не так существенно, им не требуется большой запас прочности, а значит детали могут иметь малые размеры и массу.
Что же касается джипов, то там споры по поводу желательности той или иной схемы идут постоянно. И касается это в основном вопросов обеспечения клиренса. У зависимой подвески он всегда постоянен под балкой и не зависит от ходов колёс. Меняется только просвет под днищем или рамой.
Независимая же позволяет обеспечивать не меньшую его величину, но при этом клиренс будет меняться при сжатии или разгрузке пружин. Что лучше – вопрос спорный. К тому же считается, что неразрезные мосты более прочны и выносливы, особенно при неизбежных контактах с поверхностью в глубоких колеях.
Вам помягче?
Какую подвеску предпочесть? Мягкую или жесткую? Ответим очень просто — ту, которая нравится вам, но при этом ту, которой оснастили данную модель автомобиля разработчики. Выбирайте себе автомобиль при покупке по шкале «Жестко — Мягко», а не пытайтесь усовершенствовать конструкцию после покупки. Амортизаторы разных производителей имеют разную славу на рынке: одни жестче, другие помягче. Но производитель впрямую никогда вам об этом не скажет. На коробке будет указано, применим данный амортизатор к вашему автомобилю, или нет.
Еще один способ которым допустимо немного менять жесткость подвески автомобиля, это установка шин более высокого или более низкого профиля из диапазона допускаемых заводом изготовителем.
Заключение
Каждый тип подвески нашел свою нишу и неплохо себя там чувствует, продолжая постепенно развиваться. Пожалуй, специалисты в области двигателей внутреннего сгорания останутся без работы раньше, чем подвесочники! А если серьезно, то самой совершенной считается пневмоподвеска. Пока ее недостатком является сложность конструкции и цена. Но со временем, если не изобретут ничего нового, то за независимой пневмоподвеской будущее. А еще старайтесь поддерживать подвеску в исправности. Не стоит ездить с пустыми амортизаторами, гнутыми рычагами и пружиной, от которой «всего один виток с краешку отломился».
Преимущества и недостатки
К плюсам зависимой подвески относятся:
- простота и дешевизна при производстве, обслуживании и ремонте;
- высокая прочность, особенно в варианте с рессорами, хорошую рессору трудно сломать именно потому, что она гибкая;
- выносливость на бездорожье, в первую очередь с дорогой будут контактировать стальные балки мостов, а не кузов, рама и прочие агрегаты;
- стабильность клиренса, поскольку он определяется неподрессоренными балками.
Отрицательных сторон тоже достаточно:
- значительные неподрессоренные массы, что не даёт обеспечивать плавность хода при небольшой массе кузова;
- невозможность получения приемлемой устойчивости и управляемости на больших скоростях;
- размазанность реакций на действия водителя, что сильно отстраняет его ощущения от реального поведения колёс на дороге;
- невозможность получения эффектов полезного подруливания и программируемого изменения прочих углов установки колёс при рабочих ходах подвески.
Всё это накладывает ограничения в применении подобных типов подвесок.
Подвеска типа Мак-Ферсон
Подвеска МакФерсон
Подвеска типа Мак-Ферсон в отличие от свечной подвески дополнена нижним рычагом и имеет возможность качаться в поперечном направлении.
МакФерсон
Является самой примитивной, но действенной и дешевой подвеской. Большинство бюджетных автомобилей оснащается именно такой простой, но надежной подвеской. Подвеска типа Мак-Ферсон первая по соотношению цена-качество. Отличается неубиваемостью и простотой обслуживания. Позволяет себя не обслуживать, не менять расходники. Например, при сроке службы поворотного кулака примерно 40–50 тысяч километров, такая подвеска спокойно может проехать и 200 тысяч километров.
Детали будут стучать, греметь, но автомобиль будет технически исправным и сможет продолжать движение. В конце службы, если за автомобилем не ухаживать, эта деталь просто развалится и машина остановится. Ремонт такой подвески несложный, поэтому, поменяв деталь, можно снова начинать движение – при поломке одной детали она не деформирует другие.
Конструкция
Состоит подвеска из следующих элементов:
- направляющий элемент;
- упругий элемент;
- гасящее устройство;
- опора колеса;
- поперечный стабилизатор.
Направляющий элемент удерживает колесо в заданном промежутке пространства, не позволяя ему болтаться в стороны относительно нормального состояния. Это разнообразные рычаги: сдвоенные, поперечные, продольные и им подобные.
Упругий элемент зачастую и называется подвеской. Он гасит все вибрации, возникающие на колесах, от дорожного покрытия и не позволяет вибрации распространяться по автомобилю дальше. Они делятся на металлические и неметаллические. Вторые – это всевозможные резиновые подушки. А первые – это рессоры, пружины и торсионы.
Многорычажный вариант
Конструкция этой разновидности подвески имеет определенную схожесть с двухрычажной системой, только более совершенной. Суть в следующем: колесная ступица держится на нескольких рычагах, позволяющих успешно гасить колебания от разнонаправленных воздействий. Преимущества подобного устройства неоспоримы:
- полная независимость каждого колеса;
- отличное сцепление с дорожным покрытием;
- повышенный комфорт и управляемость автомобилем;
- надежность и долговечность узлов, обусловленная распределением нагрузки на несколько деталей.
Недостаток многорычажной подвески – сложность, которая тянет за собой повышение стоимости ремонта. Чаще всего приходится менять шарниры и резиновые втулки, реже – сайлентблоки. В различных марках авто конструкция встречается на передней и задней оси.
