Для начала разговора о подвесках, необходимо разобраться с тем, что зовут подвеской и какие к ней предъявляют требования. Подвеской машины называется совокупность механизмов, которые обеспечивают упругую связь между колёсами или мостами и несущей системой автомобиля, снижение динамических нагрузок на колёса и несущую систему, и затухание колебаний, а также регулировка положения кузова машины во время передвижения.
Подвеска, это промежуточное звено между дорогой и кузовом машины, должна быть лёгкой и вместе с высокой комфортабельностью обеспечивать предельную безопасность движения. Для этого нужны высокоточная кинематика колёс, высокий отклик управления (не только руля), а также изоляция кузова машины от жесткого качения радиальных шин (тем более низкопрофильных) и дорожных шумов. Кроме того, надо учесть, что подвеска на кузов передаёт силы, которые возникают в контакте колеса с дорогой, поэтому она должна быть долговечной и прочной. Рычаги призваны передавать силы почти во всех направлениях, а также тормозные и тяговые моменты, и быть при всем при том еще и не слишком тяжелыми. При эффективном использовании упругие элементы материалов должны быть компактными и простыми, и допускать нормальный для работы ход подвески. В нашей статье будут рассмотрены основные типы подвесок на легковых автомобилях.
Основные требования, которые предъявляются к подвеске, следующие:
- достаточная долговечность и прочность особенно упругих элементов и деталей подвески.
- низкая масса неподрессоренных частей и особенных элементов подвески;
- надежная передача от колес раме или кузову поперечных и продольных моментов и усилий;
- нормальная величина затухания колебаний колес и кузова;
- кинематическая схема призвана создать условия для некоторого малого изменения углов установки колёс и колеи, соответствие кинематики колес и руля, которая исключает колебания управляемых колес относительно оси поворота;
- нет ударов в ограничители хода и высокую плавность хода должна обеспечивать упругая характеристика подвески.
Сейчас вкратце рассмотрим конструкции подвесок. Вообще видов подвесок есть огромное множество, их можно классифицировать по типу направляющего аппарата (независимые и зависимые) и по типу упругих элементов (пневматические, рессорные, торсионные, пружинные, и т. д. ) Каждая подвеска имеет свои преимущества и недостатки. Зависимая дешевле, проще, имеет постоянную колею, однако в то же время в ней не подрессоренная балка, поэтому лёгкой назвать эту подвеску тоже нельзя. Помимо этого, при противоположных ходах правого и левого колёс одной оси, можно увидеть значительный их наклон, следствием этого могут быть автоколебания колёс (другими словами эффект шимми). У независимых есть гораздо больше преимуществ, в результате чего они стали более распространенными сейчас больше. Различаются они по расположению плоскости колебания колёс: диагональная, поперечная, продольная. И по количеству рычагов: свечные, многорычажные, двухрычажные, однорычажные.
Подробнее остановимся и рассмотрим типы подвесок на переднеприводных легковых автомобилях.
Подвеска типа «МакФерсон» (установлена на ВАЗ 2108). Первый раз подвеска типа «МакФерсон» была применена еще в далеком 1965 году на авто «Пежо-204», через год ее увидели на Форде, а в 1969 году уже на автомобиле «Фиат-128». По настоящему массово использовать такую подвеску начали разные типы легковых автомобилей только в 70-х годах. Почти все переднеприводные машины нового поколения оснащены такой подвеской. Ввиду нескольких своих преимуществ подвеска «МакФерсон» завоевала себе место и в машинах с иным приводом. Небольшие затраты на производство, небольшое занимаемое пространство (следовательно большое подкапотное пространство, и поэтому там можно было разместить большой мотор), внушительное расстояние между опорными узлами по высоте, которое определяет возникновение меньших сил в местах присоединения к корпусу машины, появилась возможность осуществления больших ходов. Все это, пожалуй, является основными преимуществами и основной причиной того, что большинство крупносерийных автомобилей, появляющихся в последние годы, имеют на переднем мосту подвеску именно данного типа. К недостаткам их можно отнести: немного ухудшившиеся кинематические параметры (в отличие от подвески с двойными поперечными рычагами), трудности, которые связаны с обеспечением изоляции от вибраций и дорожных шумов (при верхнем расположении реечного механизма руля), появились длинные рулевые тяги, которые были нежелательны, при торможении наблюдалась меньшая компенсация продольного крена, высокие изнашивающие нагрузки между направляющей и штоком.
Подвеска на поперечных двойных рычагах.
В данной конструкции существуют два поперечных рычага, которые имеют поворотные опоры на раме, кузове или поперечине. Наружные рычаги – если это передняя подвеска (к примеру, на ВАЗ-2101) – соединяются через шаровые шарниры с поворотным кулаком или цапфой. Чем больше расстояние между этими поперечными рычагами, тем меньшие силы, действуют в рычагах и их опорах, т. е. тем точнее кинематика подвески, меньше податливость всех деталей. Стоит также отметить плавное восприятие упругого качения радиальных покрышек верхними рычагами (это возможно с конструкцией независимой подвески). В то же время продольные силы, которые вызываются сопротивлением качению, на верхнем рычаге лишь немного меньше, но нижний рычаг вместе с опорами выполняются с расчётом на большие нагрузки. Последние могут возникнуть под действием боковых сил или когда вы тормозите. Главным преимуществом подвески на двойных поперечных рычагах являются её кинематические свойства: взаимное положение рычагов определяет высоту, как центра продольного крена, так и центра поперечного крена. Кроме того, через разную длину нижнего и верхнего рычагов можно влиять на перемещения колёс относительно угла при ходах сжатия и отбоя, т. е. на изменение развала и, в независимости от этого, на изменение колеи. Верхний рычаг колёса (более короткое расстояние) при ходе сжатия наклоняют в сторону отрицательного развала, а при отбое – в сторону положительного развала. Через это можно влиять на изменение развала, обусловленное боковым креном.
