

Содержание статьи
- 1 Продольные рычаги
- 2 Два рычага
- 3 Профессиональный МакФерсон
- 4 Чем больше, тем лучше
- 5 В меру независящая
Более шести тыщ лет назад в Месопотамии было придумано колесо. И тут же встал вопрос: а как это превосходное изобретение грамотно приладить к повозке? Ответ на этот вопрос конструкторы отыскивают до сих пор, постоянно работая над усовершенствованием подвески автомобиля.
1-ые повозки имели примитивную конструкцию. Колеса крепились к неподвижной оси — все выпуклости дороги отдавались на корпусе повозки, очень расстраивая седоков. Только в XV веке кузов, как люльку, подвесили к загнутым концам рамы на ремнях. Растягиваясь и покачивая кузов, ремни смягчали толчки колес. Так повозка эволюционировала в карету. К концу XVII века изобрели 100льные рессоры. Экипажное ремесло в XIX веке превратилось в промышленность. В городах выросли целые улицы и районы, где жили и работали мастера-каретники. Параллельно с совершенствованием экипажей изменялась и конструкция подвески.
1-ые автомобили Бенца и Даймлера унаследовали от каретных экипажей рессорную подвеску колес. Это был обычный пример зависимой подвески. Колеса одной оси были агрессивно связаны между собой, и перемещение 1-го колеса оси оказывало непосредственное влияние на другое. В процессе совершенствования автомобиля, роста его мощности и скорости все острее вставал вопрос поиска другой конструкции. Существовавшая рессорная подвеска уже не могла удовлетворить требованиям безопасности, надежности и комфорта. Исследования инженеров и конструкторов в этой области привело к созданию в 1920-х годах разных вариантов независимой подвески, которая позволяла колесам одной оси передвигаться независимо друг от друга.
Из обилия конструкций, применявшихся в разное время, на нынешний день наибольшее распространение получили пять: двухрычажная, типа McPherson, мультирычажная подвеска и скручивающаяся балка (пружинная и торсионная). 1-ые три типа могут использоваться как на фронтальной, так и на задней оси, а две другие — для задних осей.
Продольные рычаги
Самый обычный вариант независимой подвески — конструкция на паре продольных либо косых рычагов. С нее начиналась история независящих подвесок. Каждое из колес одной оси прикреплено к большенному продольному рычагу, закрепленному на раме либо подрамнике с помощью шарниров, — так изготовлено на ранних Porsche, Citroёn 2CV, «горбатом» «Запорожце».
Конструкция обычная и компактная, ее размещение под полом позволяет сохранить место салона или багажника — идеальный вариант для задней подвески малогабаритных моделей. Однако при работе такой подвески в огромных пределах меняется колесная база автомобиля, на поворотах колеса наклоняются совместно с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. В отсутствие стабилизатора высочайшие скорости попросту опасны: уж очень значительны крены. Кроме того, продольные рычаги подвергаются огромным нагрузкам на кручение и изгиб.
Потому в наши дни чистую схему огромных продольных рычагов используют редко, обычно на тех моделях, где кинематика не особо принципиальна, например в микроавтобусе Volkswagen Multivan.
Два рычага
Традиционная независимая двухрычажная подвеска состоит из 2-ух V-образных рычагов, расположенных друг над другом. Верхушки рычагов крепятся с помощью шарниров к верхней и нижней частям поворотного кулака (цапфы), а раздвоенные концы — к кузову. Таким образом, ступица фронтального колеса может поворачиваться относительно своей оси. Обычно верхний рычаг делают короче нижнего, чтоб в повороте обеспечить лучшее сцепление нагруженного колеса с дорогой. Не считая того, чтобы избежать «клевков» кузова при торможении либо интенсивном разгоне, двухрычажные подвески современных автомобилей имеют наклон рычагов в горизонтальной плоскости. В последнее время заместо V-образных нижних рычагов используются рычаги L-образной формы. Более длинноватая часть такого рычага крепится к кузову через эластичные втулки, владеющие хорошей демпфирующей способностью, что дает возможность эффективно гасить вибрации, передающиеся на кузов.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ 7 легенд про сжатый природный газ
Двухрычажка универсальна: в качестве упругих частей могут применяться пружины, торсионы, пневматические и гидропневматические устройства. При этом двухрычажка обладает безупречной кинематикой, но она дорога в производстве и занимает много места по ширине автомобиля, создавая трудности для поперечного расположения двигателя и коробки. Освободить место можно, если сократить плечо, — потому в 1995 году компания Audi в фронтальной подвеске модели А4 поставила вместо 2-ух рычагов четыре. Пара нижних крепилась к подрамнику через резиновые втулки, а к поворотной вилке — через один шаровой шарнир. Верхние рычаги крепились к кулаку через отдельные шарниры, а к кузову — через втулки. Потом схему распространили на большинство больших моделей Audi и Volkswagen. Правда, вышло совсем уж дорого и не очень надежно.
Талантливый МакФерсон
Схема названа по имени американского инженера Эрла Стили МакФерсона, который разработал ее во 2-ой половине 1940-х. Он поставил целью упростить технологию сборки фронтальной независимой подвески. МакФерсон предложил укреплять ее только в двух точках с каждой стороны — амортизатор при этом обретал роль направляющего элемента подвески. На каждое колесо приходился один нижний поперечный одинарный рычаг. Заместо традиционного верхнего рычага использовалась пружина и соосный с ней амортизатор, которые в верхней части соединялись средством мягкой резиновой подушки с кузовом.

С производственной точки зрения конструкция, непременно, была выигрышной, однако при вертикальном ходе колеса нижний рычаг обрисовывает дугу, и точка контакта шины с дорожным покрытием повсевременно перемещается вправо-влево, к тому же приметно изменяется угол развала колес.

Посреди прочих минусов конструкции — излишняя чувствительность к дисбалансу колес, усиленное трение меж штоком и цилиндром амортизатора, приводящее к износу, завышенная передача на кузов дорожных вибраций и шумов, а также недостающая жесткость в продольном направлении. Массовое распространение McPherson получил в 1970-е, когда было налажено общее производство надежных и долговечных амортизаторных стоек. Время от времени для компенсации недостаточной жесткости единый нижний рычаг делят на два или три, получая такой псевдо-McPherson. Подобные трехрычажные варианты — классика жанра для задих подвесок японских машин.
Чем больше, тем лучше
Неважно какая подвеска с поперечными рычагами имеет свойство отклоняться при разгоне-торможении, меняя угол схождения колес. В особенности это касается задней подвески, которая несет львиную долю ответственности за прохождение поворота и надежный выход из него. Самый верный метод уточнить кинематику — добавить рычагов, которые бы направляли колесо в подходящих направлениях.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ Ключі від автомобіля зникнуть. Майбутнє за телефонами
В первый раз заднюю многорычажную подвеску получил Мерседес-бенз 190 (W201) в 1982 году: традиционные два рычага «размножились» до целых 5. Ныне многорычажные схемы — стандарт для задней подвески более-менее дорогого автомобиля. Поворотный кулак либо ступица колеса соединяются с кузовом 4-мя и более рычагами. Изменение их формы дает возможность более гибкого подхода при проектировании автомобиля, размещении его механизмов и частей кузова, а также позволяет задавать желаемые характеристики конфигурации развала колес при движении. Недостатки — сложность расчетов и 3-хмерного проектирования геометрии подвески, а богатство деталей удорожает конструкцию.

В меру независящая
Во времена перехода от массового заднего привода к фронтальному встал вопрос, чем же заменить неразрезной задний мост, чтоб и ехала машина лучше, и в производстве была не очень дорога. Набиравший популярность McPherson обосновался на фронтальной оси, а задняя требовала решения более малогабаритного и дешевого, чем двухрычажная схема, но более надежного в управляемости, чем на сто процентов независимые.

Ответ был найден в так называемой полунезависимой конструкции. Два колеса подвешиваются на продольных либо косых рычагах, которые крепятся к поперечной опоре с П-образным сечением. Изгибаться такая перекладина не может (как и зависимая опора), а вот закручиваться по спирали — пожалуйста. Таким образом, спектр перемещений обоих колес задается единым элементом: возможностью этой самой балки скручиваться. Связь меж колесами не такая уж жесткая, но она есть, благодаря чему не очень изящный термин «полунезависимая» (можно ли быть чуть-чуть беременной?) в технической литературе называют более громоздким, но четким «независимая со связанными рычагами». Еще вариант — торсионно-рычажная, так как в большинстве европейских языков torsion — «скручивание».
И вот сейчас постарайтесь не запутаться: чистая торсионная опора, внешне выглядящая почти так же, как и пружинная опора, конструктивно устроена иначе. Упругим элементом выступают уже не закрепленные на рычагах пружины, а фактически торсион — проложенный внутри балки металлический пруток, который сопротивляется скручиванию и, следовательно, отклонению колес не ужаснее пружин. Такая подвеска получается сверхкомпактной: пружин нет, а рессоры можно установить чуть ли не пылайзонтально. Благодаря этому багажник выходит огромным, правильной формы, без выпирающих «стаканов» — этим и славились французские хэтчбеки начиная с 70-х годов.

Основная производственная сложность — конкретно изготовление и обработка торсионных валов. Настройка маневренности торсионной подвески — дело благодарное (вспомним несмотря на то что бы Peugeot 306), но отнюдь не банальное, что подтвердил полный провал китайцев, скопировавших конструкцию, но не смогших правильно ее настроить.
Кстати, стержни торсионов имеют возможность располагаться и продольно. Тогда длина их будет не настолько жестко ограничена длиной балки, и в итоге подвеска выходит мягкой, нисколько не уступая по этому параметру пружинным либо рессорным конструкциям.