Зависимая и независимая подвески, в чем разница и какая лучше

Почему многорычажные подвески в будущем будут ставиться на все автомобили без исключения

Многорычажная подвеска – сложный, но эффективный способ дать автомобилю максимально возможное сцепление с дорогой. Но как она работает и почему становится все более распространенной?

Некоторые части автомобиля были названы таким образом, что не каждый новичок поймет сложные термины. Что такое расширительный бачок, планетарные редукторы и фитинги банджо, знают не все. В этом списке «тайных элементов» нет одного звена – многорычажной подвески. О ней слышали все и знают почти что все. Это подвеска… сделана из нескольких составляющих звеньев – рычагов.

В то время как стойкам МакФерсон технически нужно лишь два рычага подвески для нормальной работы собранной схемы, многорычажная подвеска нуждается минимум в трех боковых рычагах и одном вертикальном или продольном элементе. Цель каждого звена – ограничить и/или предотвратить хождение оси в шести степенях свободы: вверх и вниз, влево и вправо, вперед и назад. Иногда некоторые рычаги оборудуются шарнирными соединениями, необходимыми им для достижения нужного зазора (клиренса) вокруг оси при соблюдении заданного угла атаки крепления к ступице.

Вместе составляющие конструкции устанавливают колесо в нужной точке и образуют жесткую, но подвижную раму, прикрепленную к ступице, которая предотвращает не только свободное перемещение последней, но также создает необходимую кинематику подвижных частей подвески автомобиля.

Каждый рычаг установлен на специальных соединениях (шарниры расположены на обоих концах рычага) и могут двигаться только вертикально в ходе перемещения подвески. Это единственно свободный ход для них, если только не произошла поломка: сломало рычаг, расшатало шарнирное сочленение или оторвало крепежи от кузова.

Конструкция «мультилинк» обычно оснащается 4 или 5 рычагами (различные конструкции требуют разного количества звеньев), позволяя независимо подвешенному колесу совмещать воедино два важных свойства: качество езды и управляемость. Поскольку подвеска закреплена жестко относительно бокового и горизонтального (в продольном направлении) перемещения, автомобиль, оборудованный такой подвеской, не будет излишне тянуть в сторону на поворотах, как это бывает в других конструкциях, но он также получит плавное, независимое движение колес даже на больших неровностях.

Примечательно, что многорычажный тип подвески, стандартно ассоциируемый с независимой подвеской, применяется не только вкупе с ней. Ведущие мосты также часто используют многорычажные элементы, усиленные стабилизатором поперечной устойчивости, поперечной рулевой штангой или поперечной реактивной панар-штангой и, конечно же, пружинами и амортизаторами. Неразрезные оси на многорычажной подвеске дешевы, конструктивно просты – вот почему они так долго были популярны в США. Любят американцы простые и надежные конструкции.

Мост «подвешен» на многорычажной подвеске

Но одно из основных преимуществ мультилинк-соединения заключается в том, что инженеры могут изменить один из параметров подвески без глобального вмешательства в конструкцию и ухудшения работы всей системы. Например, в конструкции с двойными поперечными рычагами вы всегда должны вносить изменения в оба элемента подвески, в два рычага и их крепежные элементы, нравится вам это или нет. И, наконец, многорычажная подвеска также способна удерживать колесо более или менее перпендикулярно дороге, увеличивая контактную поверхность и сцепление шины.

В прошлом многорычажные упругие элементы были слишком дорогостоящими для установки на обычные автомобили (отголосок тех времен прекрасно виден на премиальных автомобилях вроде Audi, BMW, Mercedes-Benz), но в последние годы затраты снизились, и различные интерпретации этого решения нашли применение даже в переднеприводных хэтчбеках. Обычно четыре рычага устанавливаются сзади, спереди по-прежнему ставят менее дорогой МакФерсон.

По большей части эти многорычажные элементы заменили более дешевые продольные рычаги. Последние также имели прогрессивный потенциал в работе и увеличивали полезный объем багажного отделения, но не могли похвастаться высоким комфортом езды.

Многорычажные подвески также используются в передней части автомобилей по схеме, где один из рычагов присоединен к рулевой рейке. Редкий инженерный изыск, но все же встречается. Некоторые BMW используют многорычажные элементы подвески спереди, Hyundai также попробовал проделать аналогичный эксперимент со своим Genesis.

Благодаря всем преимуществам, которые он предлагает, ожидайте увидеть его в еще большем количестве мест в будущем.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Ходовая часть автомобиля

Публикация:

   Назначение подвесок и их основные типы

Читать далее:

   Рессорная подвеска двухосных автомобилей

Назначение подвесок и их основные типы

Подвеска служит для обеспечения плавного хода автомобиля, так как смягчает воспринимаемые колесами удары и толчки при наезде на неровности дороги. Подвеска может быть зависимой и независимой. Зависимую подвеску применяют совместно с неразрезным мостом и независимую — с разрезным. При зависимой подвеске положения колес, посаженных на одну ось, взаимосвязаны. При независимой подвеске такая связь отсутствует.

Наиболее распространенным упругим элементом является рессора. Ее широкое применение на автомобилях объясняется тем, что она не только смягчает толчки, воспринимаемые колесами автомобиля от неровностей дороги, но и, выполняя роль направляющего устройства, передает силу тяги и тормозную силу от колес раме автомобиля. Кроме рессорной, подвеска может быть пружинной, торсионной, пневматической и пневмогидравлической. В качестве упругого элемента в этих подвесках, используют соответственно пружины, торсионы — стержни, работающие на скручивание, пневматические или пневмогидравлические элементы, использующие упругие свойства воздуха и жидкости. Для передачи сил тяги и тормозной силы при этой подвеске необходимы дополнительные направляющие устройства.

Зависимая подвеска. На грузовых автомобилях и в качестве задней подвески на легковых автомобилях применяют зависимую подвеску. Передний мост подвешен к лонжеронам рамы на двух рессорах при помощи кронштейнов и серег. Упругими элементами в такой подвеске служат продольные полуэллиптические рессоры, собранные из выгнутых стальных листов разной длины (чем выше расположен лист, тем он длиннее). В загнутые ушки самого длинного (коренного) листа запрессовывают втулки, через которые проходят рессорные пальцы, шарнирно соединяющие рессору с кронштейном и серьгой. Листы стянуты между собой и связаны с мостом стремянками. Через стремянки, рессоры и шарниры в кронштейнах силы от колес при движении автомобиля передаются раме. Хомуты препятствуют сдвигу отдельных листов в боковом направлении. Перемещения моста при зависимой подвеске определяются перемещениями колес в поперечной плоскости.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Подвески: а — зависимая; б — независимая шкворневая; в — независимая бесшкворневая; 1 — кронштейн; 2 — рессора; 3 — хомут; 4 — балка переднего моста; 5 — серьга; 6 — стремянка; 7 и 12 — рычаги; 8 — пружина; 9 — шкворень; 10 — поворотный кулак; 11 — поворотная стойка; 13 — поперечина подрамника; 14 — палец

Независимая подвеска. Колебание одного из колес оси при независимой подвеске не вызывает колебаний другого колеса.

Обычно такую подвеску используют для передних колес легковых автомобилей. При этой подвеске каждое колесо отдельно от другого соединяется с кузовом или рамой.

Различают шкворневую и бесшкворневую независимые подвески. В подвеске первого типа к поперечине подрамника шарнирно прикреплены рычаги, концы которых также шарнирно соединены со стойкой. На стойке при помощи шкворня укреплен поворотный кулак колеса. Рычаги и стойка подвески образуют направляющее устройство подвески, служащее для передачи сил от колеса раме. Упругим элементом является пружина, установленная между нижними рычагами и поперечиной подрамника.

Бесшкворневая подвескатакже состоит из верхнего и нижнего рычагов и пружины. В отличие от шкворневой подвески у нее поворотная стойка непосредственно прикреплена к цапфе поворотного кулака и шарнирно соединена шаровыми пальцами с верхним и нижним рычагами подвески. При такой конструкции меньше масса неподрессоренных частей и меньше силы, действующие в шарнирах стойки.

Рессоры. У автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, MA3-5335 и КамАЗ, снабженных зависимой подвеской колес, в качестве упругого элемента в передней подвеске использованы одинарные рессоры.

В задней подвеске у автомобилей ГАЗ-63А, ЗИЛ-130 и MA3-5335 использованы рессоры с подрессорником, а у автомобилей КамАЗ-5320 применена подвеска балансирного типа из двух полуэллиптических рессор.

Легковые автомобили «Москвич-2140» и ГАЗ-24 «Волга» имеют заднюю зависимую подвеску с рессорами и переднюю независимую пружинную подвеску. У автомобилей «Жигули» моделей ВАЗ-2101 и BA3-2103 независимая передняя и зависимая задняя подвески пружинные. У автомобилей «Запорожец» задняя подвеска пружинная, а передняя — торсионная.

Пневматическая подвеска

В пневматической подвеске роль упругого элемента играет воздух, находящийся в замкнутом пространстве пневмобаллона. Иногда вместо воздуха используют азот. Пневмобаллон представляет собой герметичную емкость со стенками из синтетических волокон, завулканизированных в слой герметизирующей и защитной резины. Конструкция во многом напоминает боковину шины.

Важнейшим качеством пневмоподвески является возможность изменять давление рабочего тела в баллонах. Причем перекачка воздуха позволяет устройству играть и роль амортизатора. Система управления позволяет изменять давление в каждом отдельном баллоне. Таким образом автобусы могут вежливо наклоняться на остановке для облегчения посадки пассажиров, а грузовики сохранять постоянную «стать», будучи набитыми под завязку или абсолютно порожними. А на легковых автомобилях пневмобаллоны могут устанавливаться в задней подвеске для сохранения постоянного дорожного просвета в зависимости от загрузки. Иногда в конструкции внедорожников применяют пневмоподвеску и на передней, и на задней осях.

Пневмоподвеска позволяет регулировать клиренс автомобиля. На больших скоростях машина «приседает» ближе к дороге. Поскольку при этом центр масс становится ниже, уменьшается валкость в поворотах. А на бездорожье, где важен большой дорожный просвет, кузов, наоборот, приподнимается.

Пневмоэлементы совмещают в себе функции пружин и амортизаторов, правда только в тех случаях если это заводская конструкция. В тюнинговых конструкциях, когда пневмобаллоны просто добавляют к существующей подвеске, амортизаторы лучше оставить.

Плюсы пневматической подвески

Минусы пневматической подвески

  • Невысокая масса
  • Возможность изменения жесткости
  • Поддержание постоянного клиренса
  • Возможность изменения клиренса
  • Заменяет упругий и гасящий колебания элементы
  • Высокая сложность и цена всей системы
  • На легковых автомобилях и внедорожниках долговечность ниже, чем у других типов подвесок.

Установку пневмоподвесок очень любят тюнингисты всех мастей. И, как обычно, кто-то хочет пониже, кто-то повыше.

http://avtomotoprof.ru/v-pomoshh-avtomobilistu/chto-takoe-ressoryi-i-dlya-chego-oni-nuzhnyi/http://ustroistvo-avtomobilya.ru/podveska/ressornaya-podveska/http://fastmb.ru/soveti_auto/3257-ressornaya-podveska-princip-raboty-plyusy-i-minusy.htmlhttp://techautoport.ru/hodovaya-chast/podveska/zavisimaya-podveska.htmlhttp://www.zr.ru/content/articles/909521-podveski-pruzhina-ili-ressora/

Передняя подвеска. Описание конструкции Lada Granta

Примечание:

Ниже приведено описание конструкции передней подвески Лада Гранта для понимания размещения и функциональности отдельных элементов соответствующих механизмов.

Передняя подвеска:

1 – поворотный кулак;

2 – эксцентриковый болт;

3 – амортизаторная стойка;

4 – рычаг;

5 – штанга стабилизатора;

6 – кронштейн крепления подушки штанги стабилизатора;

7 – стойка штанги стабилизатора;

8 – шаровая опора;

9 – растяжка;

10 – кронштейн.

Передняя подвеска – независимая с телескопическими гидравлическими амортизаторными стойками, винтовыми бочкообразными пружинами, поперечными рычагами, двумя растяжками и стабилизатором поперечной устойчивости.

Детали амортизационной стойки:

1 – телескопическая стойка;

2 – пружина;

3 – металлическая втулка;

4 – верхняя опора;

5 – гайка штока;

6 – ограничитель хода отбоя верхней опоры;

7 – опорная пластина верхней опоры;

8 – подшипник;

9 – прокладка пружины;

10 – ограничитель хода сжатия верхней опоры;

11 – буфер хода сжатия;

12 – защитный чехол.

Основа подвески – телескопическая гидравлическая амортизаторная стойка, служащая направляющим и несущим устройством передней подвески. Амортизаторная стойка позволяет передним колесам перемещаться вверх–вниз при проезде неровностей и одновременно гасить колебания кузова. К нижней части корпуса стойки приварен кронштейн для крепления стойки к поворотному кулаку, а к средней части – опорная чашка пружины. Нижняя часть стойки крепится двумя болтами с гайками к поворотному кулаку. Верхний болт, проходящий через отверстие кронштейна стойки, имеет эксцентриковый поясок и эксцентриковую шайбу. Поворотом этого болта регулируется угол развала переднего колеса. На телескопической стойке установлены винтовая бочкообразная пружина, пенополиуретановый буфер хода сжатия, а также верхняя опора стойки в сборе с подшипником. Крайние витки бочкообразной пружины имеют меньший диаметр, чем средние, что обеспечивает переменную жесткость. При сжатии пружины вначале сближаются менее жесткие витки (большего диаметра), а затем – более жесткие. Под весом передней части автомобиля подшипник находится в сжатом положении, что позволяет устранять все зазоры и стуки. При повороте колес вращается корпус стойки вместе с пружиной, но при этом шток амортизатора остается неподвижным и соединение штока с направляющей втулкой амортизатора изнашивается меньше. В корпусе стойки установлен телескопический гидравлический амортизатор. Нижняя часть поворотного кулака соединена с рычагом подвески через шаровую опору. Опора крепится к поворотному кулаку двумя винтами (отверстия в поворотном кулаке несквозные). Отворачивая эти винты, будьте осторожны: при значительном усилии они часто ломаются, поэтому перед разборкой смочите их проникающей жидкостью. Палец шаровой опоры крепится к рычагу самоконтрящейся гайкой. Опора закрыта резинометаллическим чехлом.

Элементы передней подвески на автомобиле:

1 – кронштейн крепления подушки штанги стабилизатора;

2 – подушка штанги стабилизатора;

3 – штанги стабилизатора поперечной устойчивости;

4 – рычаг;

5 – стойка стабилизатора;

6 – амортизаторная стойка;

7 – поворотный кулак;

8 – шаровая опора;

9 – растяжка;

10 – кронштейн растяжки.

Рычаги подвески соединены между собою штангой стабилизатора поперечной устойчивости через стойки с резиновыми и резинометаллическими шарнирами. Штанга изготовлена из пружинной стали. Стабилизатор поперечной устойчивости предназначен для повышения поперечной устойчивости и уменьшения углов крена кузова за счет скручивания средней части штанги при перемещении ее концов. Тормозные и тяговые силы при движении автомобиля воспринимаются продольными растяжками, соединенными через сайлент-блоки с рычагами и кронштейнами, установленными на нижней поперечине рамки радиатора. В местах соединения (на обоих концах растяжки) установлены шайбы для регулирования угла продольного наклона оси поворота колеса. В поворотном кулаке установлен двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник закрытого типа, который закреплен в кулаке двумя стопорными кольцами. Во внутренних кольцах подшипника с натягом установлена ступица колеса. Внутренние кольца подшипника стягиваются (через ступицу) гайкой на хвостовике корпуса наружного шарнира привода колеса. В эксплуатации подшипник не регулируется и не требует пополнения смазки. Гайки крепления ступиц колес одинаковые, с правой резьбой.

Примечание:

При замене растяжек, сайлентблоков, пружин, верхних опор амортизаторных стоек, а также при отсоединении поворотного кулака от амортизаторной стойки необходимо проверить и при необходимости отрегулировать углы установки колес на СТО.

Подвеска на продольных рычагах

Ее устройство следующее: один или два упругих элемента располагаются поперек кузова, а к ним присоединены продольные рычаги. Такая конструкция применялась, как правило, для задней подвески небольших легковушек, в настоящее время не применяется.

Впервые она была использована на автомобиле Фольксваген Жук, такое устройство имела его передняя часть. Одним их автомобилей, имеющих заднюю подвеску на продольных рычагах, был Рено 16. Эта машина интересна тем, что имела разную колесную базу слева и справа. Причина в том, что в конструкции ее задней оси применялись два торсиона, расположенных один позади другого.

Подвеска на продольных и поперечных рычагах

Один из наиболее дорогостоящих видов, который встречается крайне редко ввиду сложности конструкции. По сути, подвеска выполнена по типу «Макферсон» с небольшими отличиями. Конструкторы решили снять нагрузку с брызговика и поэтому разместили пружину несколько дальше амортизатора. Один ее конец упирается в моторный отсек, а второй — в салон. Для передачи усилия с амортизационной стойки к пружине конструкторы добавили качающийся рычаг. Он мог перемещаться в вертикальной продольной плоскости. По центру рычаг соединялся с пружиной, один его конец крепился на амортизатор, а второй — в перегородку.

Собственно практически все соединения шарнирные, а это является существенным недостатком, так как «Макферсон» и славился их небольшим количеством. Собственно, такая передняя независимая подвеска встречается на автомобилях «Ровер». Особых преимуществ не имеет, поэтому популярностью не пользуется, да и обслуживать ее сложно и дорого.

Устройство

Торсион – это металлический стержень, который имеет форму цилиндра. Он характеризуется очень большой степенью упругости. Чтобы он хорошо пружинил во время скручивания, его делают из прочной стали. Стержни имеют круглое или квадратное сечение. Торсионная подвеска разработана таким образом, что валы работают на кручение. Один из валов крепится к шасси, а что касается второго – его размещают возле специального рычага. Последний имеет перпендикулярное расположение, его привязывают к оси.

В основе такой конструкции – сталь, которая обработана при помощи высокой температуры. Подобная технология помогает при работе под высокими нагрузками. Конструкция выдерживает кручение и многие другие процессы, которые влияют на детали во время движения автомобиля. Торсионная подвеска имеет принцип работы на изгиб.

Интересный факт, что торсионная подвеска прошла долгий путь прежде, чем стать такой, которую мы ее видим сейчас. Впервые ее использовали в машине Volkswagen Beetle в 30-х годах ХХ века. Это было достижение чешского ученого Ледвинка, который увидел возможности торсиона и начал их использовать на автомобилях Tatra. После это начинается длительный путь к совершенству. Вначале были разработаны двойные рычаги, затем началось использование такой характеристики, как жесткость.

Торсионная система получила широкое распространение благодаря малому весу. Эта характеристика была очень кстати при производстве спортивных, армейских машин. Прижилась она и в производстве внедорожников. Сегодня такая подвеска стоит на Феррари F2001, Тойоте Лэндкруизере, МАЗе-547.

Во время Второй мировой войны ее использовали очень широко при производстве военной техники. Торсионную балку могут размещать поперечно или продольно. Все зависит от целей, которые поставлены перед конструкцией. На легковых авто чаще всего используют поперечное расположение. Чаще всего он находится на заднем приводе. А вот продольно ставят подвески на тяжелых машинах. Но независимо от расположения задачи не меняются.

Различные типы подвесок

Укрупнённо подвески подразделяются на зависимые, независимые и полузависимые. В последних связь между колёсами оси имеется, но она обладает заданной упругостью, в отличие от жёсткой связи в зависимых конструкциях или отсутствия таковой при независимой организации. Наличие стабилизаторов поперечной устойчивости хотя и обеспечивает данную связь, но тип подвески не изменяет.

Простейшие зависимые подвески

Зависимый тип подвески подразумевает наличие жёсткой связи между колёсами одной оси. Обычно это металлическая балка или кожух ведущего моста. Упругие и демпфирующие элементы могут быть разного типа, на принципиальную схему подвески это не влияет, только не конструктив направляющего аппарата. Например, использование рессор в силу их достаточной поперечной жёсткости позволяет отказаться от дополнительных рычагов или тяг. Иногда дополняется стабилизатором поперечной устойчивости в виде скручивающегося стержня из пружинной стали.

На легковых автомобилях зависимая подвеска с неразрезным мостом или балкой практически не используется, поскольку обладает значительными неподрессоренными массами, что снижает общий комфорт. Управляемость также трудно обеспечивать из-за влияния хода одного из колёс оси на положение второго относительно дороги. При этом такая подвеска обладает высокой прочностью, проста и надёжна. Применяется на внедорожниках и грузовых автомобилях.

Часто на бюджетные автомобили устанавливается полунезависимая схема, когда балка имеется, но она обладает упругой эластичностью. Такой тип совмещает простоту с приемлемой управляемостью.

Независимые

Независимые схемы отличаются широкими возможностями для совмещения взаимоисключающих требований. Здесь каждое колесо обладает запрограммированной свободой перемещения и не влияет на прочие. Конструкция в целом более сложная, но обеспечивает наилучшие условия для работы колёс во всех условиях, от шоссейных видов автоспорта до внедорожной езды.

У каждого колеса имеется свой направляющий аппарат, упругие и демпфирующие узлы. Возможно независимо организовывать траектории перемещения ступичных узлов в любых положениях. Достигается максимальный комфорт при сохранении управляемости. Некоторые неудобства доставляет изменяющийся при работе подвески клиренс автомобиля.

Параллелограммного типа

Направляющий аппарат такой подвески представляет собой два А-образных рычага, верхний и нижний, между которыми на шаровых шарнирах размещается кулак со ступицей. Схематично это представляет собой параллелограмм, благодаря чему плоскость вращения колеса при рабочих ходах не изменяет своего угла относительно дороги, что даёт надёжную сохранность пятна контакта.

Двухрычажная подвеска достаточно проста, но при этом гарантирует управляемость, отсюда её применение даже в самых продвинутых дисциплинах автоспорта. Однако сложности компоновки сильно ограничивают её использование в гражданских легковых автомобилях, где гораздо чаще закладываются иные конструкции.

Многорычажные

Выполнить направляющий аппарат достаточно компактным и вместе с тем точно работающим позволяет многорычажная схема. Её особенность заключается в обеспечении сложной траектории движения колеса, которую нельзя получить двумя рычагами. Такая подвеска сможет максимально сохранить контакт с дорогой при продольных и поперечных кренах кузова, в любой точке рабочего хода от нижнего положения к верхнему. Реализуется и подруливающий эффект, важный для стабилизации машины в поворотах. При этом рычаги компактны и хорошо компонуются в ограниченном пространстве колёсных арок.

МакФерсон

Одна из самых популярных подвесок свечного типа. Состоит из телескопической амортизационной стойки с надетой на неё пружиной. Сверху имеется поворотная опора с подшипником, снизу треугольный рычаг с шаровой опорой и сайлентблоками. Наиболее простая и компактная конструкция с неплохими характеристиками, что вызвало самое широкое её применение на подавляющем числе легковых автомобилей массового производства.

Специальные спортивные

Применение в автоспорте, а также на мощных скоростных автомобилях, накладывает на подвески особые требования. Заключаются они в выделении из общего набора функций наиболее важных для управляемости. Отсюда решения в виде регулируемых амортизаторов и упругих элементов, размещение их в кузове для предельного снижения неподрессоренных масс, исключение податливых сайлентблоков с заменой их на жёсткие шаровые шарниры. Хода подвесок могут быть экстремально большими или минимальными, в зависимости от вида спорта. Нечто подобное используется и в спорткарах.