Независимая подвеска

Плюсы и минусы независимой

Преимущества независимого типа подвески:

• хорошая устойчивость по продольной оси автомобиля;
• высокие показатели управляемости;
• качественное сцепление с проезжей частью;
• высокий комфорт движения.

Среди минусов этого типа выделяются следующие факторы:

• дорогое обслуживание и ремонт;
• ограниченный ход рычагов, уменьшающий величину дорожного просвета;
• большое количество составных элементов, что делает подвеску более подверженной поломкам и неисправностям;
• для проведения профилактики и обслуживания необходим профессиональный сервис.

Независимый тип подвески установлен на передней оси практически всех новых автомобилей. Начиная с моделей C-класса, задняя ось оборудована той же конструкцией.

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.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска — это самый исторически древний тип подвески: он применялся еще в древние времена на первых колесницах и каретах. Говоря попросту он представляет собой просто жесткое соединение колес между собой. Сегодня на машинах устанавливается зависимая подвеска двух типов: на продольных рессорах и на направляющих рычагах. Принцип рессорной конструкции заключается в том, что балка моста машины подвешена к кузову или раме на двух продольных рессорах. Непосредственна рессора выглядит как набор из специальных металлических пластин. Соединение рессор с кузовом выполняет стремянка (это специальный хомут). Рессоры расположены вдоль кузова для того, чтобы направлять и распределять силы, действующий на мост в трех направлениях: в продольном, вертикальном и боковом.

В итоге зависимая подвеска исполняет функции демпфирующего и направляющего элемента, в противовес пружинам, что работают лишь на упругость.

Сзема зависимой подвески

Зависимая подвеска на основе рычагов выглядит как конструкция из рычагов, расположенных продольно и поперечно. Одна сторона крепится на балке моста, в то время как другая крепится на кузов или раму автомобиля. Рычаги выполняют в подвеске те же функции, что и рессоры. Чаще всего сегодня на машинах ставится 4 продольных и 1 поперечный рычаг, это так называемая зависимая подвеска на 5 рычагах. Поперечный рычаг выполняет функцию удержания оси автомобиля при смещении слишком далеко вдоль.

Существуют также более современные составные рычаги, они выглядят как два горизонтальных рычага которые крепятся к третьему вертикальному, который, в свою очередь, крепится уже к балке.

Огромное преимущество зависимой подвески — это высокая прочность и стойкость к повреждениям. Также стоит отметить и конструкционную простоту этого типа подвески, то есть и обслуживание будет недорогим. Минусами можно считать наличие определенной неподрессоренной массы в любом автомобиле с зависимой подвеской. Кроме того, такие машины немного хуже управляются и обладает меньшей устойчивостью по курсу движения. Ну и, конечно же, на плохих дорогах такую машину больше трясет.

Далее в нашем обзоре следует независимая подвеска.

Основные отличия многорычажной подвески от МакФерсон и Балки

Основные отличия многорычажной подвески от Балки и МакФерсон
Многорычажная	МакФерсон	Балка
Полностью независимая подвеска	Простая конструкция и малые габариты	Надежная и простая конструкция
Подрессорная масса уменьшенная	Не дорогая в производстве и обслуживании	Не дорогая в производстве и обслуживании
Лучший комфорт и управляемость	Средний уровень комфорта	Простое обслуживание
Стабильное сцепление с дорожным покрытием	Универсальность (передняя или задняя ось автомобиля)	Легкость в монтаже
Независимость поперечной и продольной регулировки	Хороший запас хода подвески	Правильная кинематика колес
Дорогая в обслуживании	Сложность обслуживания (стойка амортизатора)	Плохой комфорт (вибрации и шум передаются на кузов)
Сложность ремонта и настройки	Постоянная нагрузка на стойку	Средний уровень управляемости
Сложная конструкция	Изменяемый развал-схождения и кинематика	Лучше устанавливать только на передний привод
Небольшой срок службы	Нагрузка на место крепление стойки	Подвеска тяжелая по весу

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.

Подвеска на продольных и поперечных рычагах

Это одна из видов подвески МакФерсон, она сложная по устройству и поэтому редко где встречается. Чтобы разгрузить брызговик крыла, пружины были расположены вдоль машины горизонтально. Чтобы усилие от амортизатора передать пружине, пришлось сделать дополнительный рычаг, который качается в вертикальной продольной плоскости. Один из концов рычага шарнирно соединен с верхней частью стойки амортизатора, а другой конец дополнительного рычага шарнирно соединен с перегородкой салона и моторного отсека. В центре рычага имеется упор под пружину. Эта подвеска встречается на некоторых моделях Rover. Она не обладает каким-то преимуществами перед другими видами подвесок, т. к. у нее целый ряд недостатков: технологически сложная, много шарнирных соединений и громоздкость.

Независимая подвеска с качающимися полуосями

В устройство этой подвески входят 2 полуоси с шарнирными элементами с внутренней стороны, а с внешней стороны полуоси жестко прикреплены к ступице. Упругими элементами в этом типе независимой подвески выступают либо рессоры, либо пружины. Отличительной чертой данной конструкции является то, что положение колеса относительно оси не меняется, остается перпендикулярными даже при проезде каких-то неровностей. Также в данной конструкции могли применяться продольные или поперечные рычаги. Такой тип подвески чаще ставился на российские заднеприводные машины ВАЗ. Сейчас эту подвеску уже не устанавливают, т. к. ее главный недостаток в том, что при езде по плохой дороге, развал колес и ширина колеи могут изменяться в широких пределах, что сильно снижает управляемость. К достоинствам можно отнести ее несложное устройство и вполне недорогой ремонт.

Подвеска на косых рычагах

Устройство такой подвески во многом сходно с предыдущей, различие состоит только в том, что оси качания рычагов располагаются под косым углом. Благодаря этому сводится к минимуму изменение колесной базы машины, а крены кузова почти не влияют на угол наклона колес автомобиля, однако на неровностях, изменяется ширина колеи, и меняются углы схождения и развала, а значит, ухудшается управляемость. В роли упругих элементов использовались витые пружины, торсионы или пневмобаллоны. Данный вариант независимой подвески чаще применялся для задней оси автомобилей, исключение составлял лишь чешский Trabant, передняя подвеска которого была выполнена по такой схеме.

1. одношарнирные;
2. двухшарнирные.

В первом случае полуось имеет один шарнир, а ось качания рычага проходит через шарнир и располагается под углом 45 градусов к продольной оси машины. Такая конструкция дешевле, но и кинематически не совершенна, поэтому применялась только на легких и медленных машинах (ЗАЗ-965, Fiat-133).

Во втором случае полуоси имеют по два шарнира, внешний и внутренний, а сама ось качания рычага не проходит через внутренний шарнир. К продольной оси авто она располагается под углом 10-25 градусов, это предпочтительнее для кинематики подвески поскольку отклонения величин колеи, колесной базы и развала остаются в пределах нормы. Такое устройство имела задняя подвеска автомобилей ЗАЗ-968, Ford Sierra, Opel Senator и многих других.

Полунезависимый тип подвески

Устройство полунезависимой подвески очень похоже на зависимую. Но, если во второй пружины устанавливались на поперечину между колесами, то здесь амортизаторы и пружины устанавливаются непосредственно на концах поперечной балки, которая теперь принимает на себя исключительно торсионные (на скручивание) нагрузки. Этот тип устанавливается исключительно сзади на машины с передним приводом.

Наряду с зависимой, полунезависимая подвеска считается морально устаревшей, что, однако, не мешает производителям автомобилей продолжать устанавливать ее на бюджетные модели. Ее отличает очень высокая надежность и легкость в обслуживании. Еще к ее несомненным преимуществам можно добавить малую стоимость производства, что отражается на цене машины для конечного покупателя.

Что такое подвеска?

Подвеска — это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрес­соренной и неподрессоренными массами Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Она состоит из трех устройств:

• упругого
• направляющего
• демпфи­рующего

Упругим устройством 5 на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются дина­мические нагрузки и улучшается плавность хода.

Направляющее устройство 7 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.

Демпфирующее устройство (амортизатор) 6 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.

Чем же они отличаются и какую выбрать

Из-за отличия в конструкции подвесок они имеют следующие различия:

• в зависимой конструкции пары колес имеют жесткое соединение, для независимой подвески характерно самостоятельное поведение колес на неровностях;
• зависимая система имеет мост, она обладает большой неподрессорной массой;
• независимая конструкция требовательна к размеру колес, так как они имеют большое влияние на поведение машины в дороге;
• независимая подвеска требовательна к максимальным отклонениям, её центр должен всегда находиться выше уровня дорожного полотна;
• зависимая конструкция имеет больший риск опрокидывания при попадании в глубокую яму, на это влияет жесткая сцепка пар колес.

Выбирая автомобиль с одним из указанных типов конструкции, следует знать, в каких условиях будет эксплуатироваться машина каждый день. Для бездорожья больше подойдет зависимая подвеска. В обслуживании такой тип неприхотлив, он не требует дорого ремонта.

В остальных вариантах движения лучше будет в машине с независимой подвеской. Обслуживание, а также ремонт такой трансмиссии стоит дороже, но это оправдывает уровень комфорта во время поездок. Но с таким типов лучше выбирать городские или шоссейные дороги высокого качества.

Какой у вас образ жизни? Для городских улиц ничто не заменит “многорычажку” с мягким ходом, а также плавными поворотами. Для загородных поездок, которые сталкиваются с бездорожьем, незаменимой будет зависимая конструкция.

Независимый тип подвески

В данном типе подвески колёса не связаны друг с другом, то есть действуют независимо. Независимая подвеска имеет преимущество при движении по трассе с большой скоростью и устанавливается, как правило, на легковых автомобилях.

Независимая подвеска

К преимуществам независимой подвески можно отнести:

1. Малые отклонения относительно продольной оси.
2. Хорошую управляемость.
3. Хорошее сцепление с дорожным покрытием.
4. Высокий уровень комфорта.

Минусами этого типа подвески можно назвать:

• Дорогостоящее обслуживание и ремонт.
• Короткий ход рычагов подвески, что может привести к уменьшению клиренса.
• Большое число деталей, из которых состоит подвеска и, соответственно, большая вероятность повреждения, по сравнению с зависимой.
• Сложность проведения ремонтных работ в полевых условиях.

Подвеска с косыми рычагами

Подвеска с косыми рычагами была создана для повышения характеристик управляемости автомобиля в разных дорожных условиях. Такие рычаги в подвеске устанавливаются не строго параллельно кузову, под некоторым углом. Это не позволяет колесам разъезжаться. По сравнению с подвеской на продольных рычагах такая подвеска имеет ряд преимуществ.

Подвеска с косыми рычагами на сегодняшний день практически не используется. Подвеска с двойными продольными рычагами используется в основном на автомобилях с задним приводом. Торсионы в такой подвеске заключались в массивные металлические трубы, что не позволяло их использовать в компактных легковых автомобилях. Такой тип подвески в настоящее время почти не используется.

Подвеска с двойными поперечными рычагами имеет два крепежных подвижных элемента, крепящихся к кузову. При помощи выбора длины рычагов можно добиться улучшения параметров развала колес.

Жесткость и положение элементов в такой подвеске могут меняться по команде от блоков управления автомобилем. В такой подвеске имеются пневматические баллоны и гидравлические цилиндры. Производство подвески такого типа обходится дорого и подразумевает создание сложной конструкции. Поэтому в современных автомобилях подвеска с активной системой встречается редко.

Преимущества и недостатки независимой подвески

Небольшой вес независимой подвески – это основное ее преимущество. Чем меньше вес подвески, тем более высокими являются характеристики управляемости автомобиля в разных дорожных условиях. Колебания при преодолении ям и ухабов гасятся быстрее. В зависимости от условий эксплуатации автомобиля, рабочие параметры независимой подвески можно настроить оптимальным образом.

На больших скоростях при эксплуатации независимой подвески обеспечивается высокое сцепление с дорожным полотном. Независимая подвеска автомобиля имеет сложную конструкцию, это приводит к подорожанию производства, обслуживания и ремонта подвески. Добиться повышения эксплуатационных характеристик автомобиля можно путем использования элементов тюнинга.

В современных автомобилях используется несколько видов независимой подвески, у каждого типа имеются свои недостатки и преимущества. Однако старания инженеров приводят к существенному улучшению конструкции подвески и снижению трат на ремонт и обслуживание. Обычно при создании новой модели автомобиля выбирается оптимальный тип подвески, если нет возможности использовать новый тип подвески, используется схема модернизации более ранних типов подвески. Независимые подвески получили широкое распространение за счет выпуска новых моделей внедорожников и спортивных машин.

Основные элементы подвески автомобиля

Любая подвеска состоит из нескольких основных элементов:

Шины. Это первая ступень в системе сглаживания неровностей дорожного полотна. Имея определенную степень упругости, шина способна гасить небольшое количество колебаний, возникающих в процессе движения. 
При наличии нарушений в работе подвески шины колеса могут выступать в роли индикатора неисправности, так как срок службы шины в такой ситуации быстро сокращается и возникает неравномерный износ.

Основные упругие элементы. К упругим элементам подвески автомобиля относятся пружины, рессоры и торсионы. Назначение этих элементов заключается в обеспечении упругой связи кузова с поверхностью дороги.
Вся нагрузка автомобиля приходится именно на пружины, а за счет их упругости кузов держится на определенной высоте. В процессе эксплуатации и больших перегрузок металл упругих элементов изнашивается, из-за чего меняется их жесткость. Такие изменения негативно сказываются на работе подвески в целом. Изменяется угол положения колес, уменьшается дорожный просвет, снижается грузоподъемность. Проседание кузова в разгруженном состоянии – это главный сигнал о необходимости замены пружин.

Дополнительные упругие элементы. К дополнительным упругим элементам относятся буферы сжатия, их применение необходимо для гашения высокочастотных колебаний, а также вибраций, образующихся в процессе соприкосновения металлических элементов. 
Благодаря наличию таких упругих элементов, срок службы остальных компонентов подвески значительно увеличивается

Крайне важно следить за их исправным состоянием и вовремя производить замену изношенной детали.

Направляющие устройства. Главная задача направляющих устройств – обеспечение перемещения колеса в установленной плоскости. 
Благодаря системе рычагов в процессе движения по неровной поверхности колесо перемещается в вертикальном направлении, сохраняя при этом перпендикулярное положение относительно поверхности дороги

Любые нарушения в направляющих элементах приведут к быстрому и неравномерному износу шины колеса, а также других элементов подвески.

Демпфирующий элемент. Элементом демпфирующего устройства является амортизатор. 
Использование амортизаторов в системе подвески позволяет решить такие проблемы, как вибрация кузова при движении по неровной дороге, а также сглаживание вибраций на других элементах подвески автомобиля. Благодаря функции демпфирования обеспечивается постоянный контакт колеса с дорогой, автомобиль становится более устойчивым при движении.

Стабилизатор поперечной устойчивости. Во время выполнения поворота на скорости стабилизатор поперечной устойчивости препятствует крену кузова автомобиля. 
При совершении маневра поворота колеса одной стороны автомобиля начинают отрываться от дороги, что может повлечь переворачивание транспортного средства. В этот момент на стабилизаторе создается напряжение, которое стремится вернуть на место поднимающийся край автомобиля.

Элементы крепления отдельных деталей. К элементам крепления относятся шаровые шарниры, сайлентблоки и болтовые соединения, которые связывают между собой остальные элементы подвески автомобиля.

Целевые функции компонентов системы и принцип работы подвески

При своем движении автомобиль взаимодействует с дорогой, по которой он перемещается. Определяется качество такого взаимодействия конструктивными решениями, используемыми в направляющих подвесочных элементах. Именно они формируют характер траекторных перемещений колес относительно кузова. Имеется ряд ставших стандартными решений: рычаг одинарный и сдвоенный, поперечный рычаг и продольный.

Пружинящие детали подвески – торсионы и витые пружины, в том числе с переменной жесткостью, листовые рессоры из металла и композитных материалов, пневматические элементы. Именно эти части служат для восприятия нагрузок, их аккумулированию за счет собственных пружинящих свойств, последующей передаче усилий на кузов автомобиля.

Для того, чтобы погасить энергию колебательных движений, в независимую подвеску автомобиля вводятся амортизаторы, благоприятствующие достижению эффекта плавного хода.

Для стабилизации поперечной устойчивости автомобиля используется соответствующее устройство, гарантирующее возникновение перераспределяемых усилий, и уменьшающее боковые крены автомобильного кузова относительно дорожной поверхности.

В чём сходство и различие независимой и зависимой подвесок?

Оба эти типы подвесок объединяет одно предназначение — сделать нахождение в транспортном средстве более комфортным и безопасным.

Конструктивно независимую и зависимую подвеску объединяет наличие упругих элементов, направляющих элементов и амортизаторов. Эти функции может совмещать в себе одна деталь, например рессора.

Благодаря различной конструкции, зависимая и независимая подвеска имеют ряд отличий:

1. В зависимой два колеса жёстко соединены, зависят друг от друга. В независимой каждое действует самостоятельно; воздействие на одно не отразится на другом.
2. В независимой меньше неподрессоренных масс, так как отсутствует мост, в противоположность зависимой.
3. Независимая подвеска чувствительна к установке колес отличного от положенного размера, поскольку они являются частью кинематики подвески.
4. Необходимым условием эффективного действия независимой подвески является нахождение кинематического центра над поверхностью дороги, другими словами при максимальных отклонениях подвеска должна находиться выше уровня дороги.
5. Независимая подвеска имеет меньший риск опрокидывания при попадании в яму на большой скорости, благодаря отсутствию жёсткого взаимодействия противоположных колёс.

В пользу какой подвески сделать выбор решает покупатель

Следует обратить внимание не только на уровень комфорта, но и на стоимость обслуживания и запчастей, отзывы по срокам эксплуатации элементов подвески и репутацию производителя