Чем зависимые подвески отличаются от независимых

Иные виды

Выше рассмотрены основные виды подвесок, применяемые на автомобилях. Но типов их несколько больше, хотя остальные сейчас не используются. Такой к примеру, является подвеска «ДеДион».

В целом, «ДеДион» отличалась не сколько конструкцией подвески, а устройством трансмиссии заднеприводных автомобилей. Суть разработки сводилась к тому, что главная передача была вынесена из конструкции заднего моста (она жестко крепилась к кузову, а передача вращения выполнялась полуосями со ШРУСами). Сама же задняя ось могла иметь как независимую, так и зависимую подвеску. Но из-за ряда негативных качеств этот тип на авто широкого распространения не получил.

Подвеска De Dion

Также стоит упомянуть об активной (она же – адаптивная) подвеске. Она не является каким-то отдельным типом, а является, по сути, независимой подвеской, и отличается от описанных выше некоторыми конструктивными нюансами.

В этой подвеске используются амортизаторы (гидравлические, пневматические или комбинированные) с электронным управлением, что позволяет в некотором роде менять параметры работы этого узла – повышать и понижать жесткость, увеличивать клиренс.

Но ввиду сложности конструкции встречается она очень редко и только на автомобилях премиум сегмента.

Основные отличия многорычажной подвески от МакФерсон и Балки

Форд Куга

Основные элементы подвески

Основными функциями подвески являются:

• Соединение колеса с кузовом или рамой;
• Обеспечивает необходимую плавность хода и необходимый характер перемещения колес относительно несущей части автомобиля;
• Передает силы и моменты, которые возникают при взаимодействии колес с дорогой, на насещую часть авто.

Элементы подвески:

• Направляющие – именно те, которые задают характер перемещения колес;
• Упругие – воспринимающие и направляющие вертикальные силы реакции, возникающие при наезде колеса на неровности дороги;
• Амортизационные (амортизаторы) – служащие для гашения колебаний несущей части авто, возникающих из-за воздействия дороги.

Независимая подвеска

Схема независимой подвески Сначала следует разобраться, что из себя представляет независимая подвеска. Говоря проще — это такая система, в которой колеса одной оси не связаны никакой жесткой связью между собой. Когда одно колесо меняет свое положение другое, соответственно, может и не изменять своего положение. Но развал колес и размер колеи может меняться при сжатии и отбое. Независимая подвеска может быть на косых и на продольных рычагах. Независимая подвеска применяется на различных автомобилях. Когда подвеска на продольных рычагах это когда каждое колеса одной оси закрепляется на рычаге, который закреплён подвижно на раме или кузове.

Рычаги воспринимают очень большие усилия сил кручения и изгиба, поэтому делать их приходится очень массивными и прочными. Еще один минус — это очень маленький клиренс, что на наших дорогах не очень приветствуется.

Подвеска на косых рычагах отличается не сильно. Раньше ее называли «независимая подвеска заднего моста». Соответственно и применялась она, когда задний мост всегда был ведущим. Разница с предыдущим вариантом состоит в том, что на каждой оси есть по одному шарниру. Первый вариант такой подвески: ось непосредственно рычага проходит через центр шарниров полуосей, то есть рычаг располагается к поперечной оси под углом в 45 градусов. Из-за этого такая подвеска состоит дешевле, но развал и схождение изменяется, так что с этим придется по мучатся.

Второй вариант: ранее широко применялся и они пришли на замену старым обычным зависимым типам подвесок. Демпфирующими элементами служили торсионные валы и разные витые пружины. С началом распространения переднеприводных автомобилей такая торсионная подвеска стала изживать себя, так как практически не имела эффекта на переднем мосту.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях.  К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей  применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например  в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

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.

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.

Основные функции и характеристики подвески автомобиля

У каждой подвески существуют свои особенности и рабочие качества, которые напрямую влияют на управляемость, комфорт и безопасность пассажиров. Однако любая подвеска вне зависимости от своего типа должна выполнять следующие функции:

1. Поглощение ударов и толчков со стороны дороги для снижения нагрузок на кузов и повышения комфорта движения.
2. Стабилизация автомобиля во время движения за счет обеспечения постоянного контакта с дорожным покрытием и ограничения чрезмерных кренов кузова.
3. Сохранение заданной геометрии перемещения и положения колес для сохранения точности рулевого управления во время движения и торможения.

Дрифт-кар с жесткой подвеской

Жесткая подвеска автомобиля подходит для динамичной езды, при которой требуется мгновенная и точная реакция на действия водителя. Она обеспечивает небольшой дорожный просвет, максимальную устойчивость, сопротивляемость крену и раскачиванию кузова. Применяется в основном на спортивных автомобилях.

Автомобиль класса “Люкс” с энергоемкой подвеской

В большинстве легковых авто применяется мягкая подвеска. Она максимально сглаживает неровности, однако делает автомобиль несколько валким и хуже  управляемым. Если требуется регулируемая жесткость, на автомобиль монтируется винтовая подвеска. Она представляет собой стойки-амортизаторы с изменяемой силой натяжения пружины.

Внедорожник с длинноходной подвеской

Ход подвески – расстояние от крайнего верхнего положения колеса при сжатии до крайнего нижнего при вывешивании колес. Ход подвески во многом определяет “внедорожные” возможности автомобиля. Чем больше его величина, тем большее препятствие можно преодолеть без удара об ограничитель или без провисания ведущих колес.

Основные особенности зависимой подвески

Устройство зависимых и независимых подвесок сильно отличается друг от друга. Поэтому в их конструкции обязательно нужно разобраться, чтобы понимать принцип работы.

Зависимая подвеска – это агрегат, в котором колеса тесно связаны друг с другом. Вследствие такой своей конструкции возникает главный недостаток такого механизма – плохая езда автомобиля по неровностям. Если транспортное средство наедет колесом на возвышенность одним колесом, второе поднимется над поверхностью дорожного полотна. Таким образом снижается уровень сцепления машины с поверхностью.

Обязательно нужно обратить внимание на следующие особенности зависимой подвески:

1. большие недопрессоренные массы;
2. необходимость высоко поднимать пол машины для обеспечения полноценной артикуляции подвески.

На передней оси зависимые подвески практически не используются. Это обусловлено большим количеством их недостатков. Такие устройства заменили более совершенные подвески МакФерсон. Они отличаются меньшим весом и большим комфортом. На старых внедорожниках и автобусах, кроме них, может использоваться классический мост, расположенный спереди.

Использовать зависимую подвеску разрешается как на ведущих, так и ведомых задних осях. В этих случаях агрегат будет иметь некоторые особенности своего строения, такие как:

1. На ведущем мосте зависимая подвеска выполняется в виде моста. Он подвешивается на продольных рессорах. Также для этого могут использоваться продольные направляющие рычаги. Данная система применяется как на внедорожниках, так и на пикапах.
2. На ведомом мосте зависимая подвеска выполняется в виде задней балки. Она используется преимущественно на недорогих переднеприводных транспортных средствах. Если конструкция данного агрегата оснащена торсионами, можно говорить о полузависимой подвеске.

Работаем только с официальными брендами

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.

Элементы рессорной зависимой подвески

Основными составляющими рессорной подвески являются:

• Металлическая балка (мост). Это основа конструкции, представляет из себя жесткую металлическую ось, которая соединяет два колеса.
• Рессоры. Каждая рессора — это набор металлических листов, имеющих эллиптическую форму и разную длину. Все листы соединены между собой. Рессоры соединяются с осью зависимой подвески с помощью хомутов. Данный компонент выполняет функции направляющего и упругого элемента, а также частично демпфирующего устройства (амортизатора) за счет межлистового трения. В зависимости от количества листов рессоры называются мало- и многолистовыми.
• Кронштейны. С помощью них рессоры крепятся к кузову. Один из кронштейнов при этом перемещается продольно (качающаяся серьга), а другой закреплен неподвижно.

Рессорная зависимая подвеска

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.

Немного теории

Подвеску автомобиля в зависимости от ее конструкции можно разделить на две основных категории: зависимую или независимую. В зависимой подвеске на одной оси колёса жёстко взаимосвязаны, соответственно воздействие, которое приходится на левое или правое колесо, будет неизменно сказываться на всю жесткую балку и второе колесо на оси. Кузов при прохождении неровностей будет наклоняться или же содрогаться, причём если одно колесо на дорожном полотне находится выше другого, то в подобном случае увеличивается вероятность опрокидывания кузова.

В независимой подвеске отсутствует жесткая балка, соответственно колёса на оси не взаимосвязаны жёстко друг с другом, что позволяет существенно повысить комфорт на борту, улучшая управляемость автомобиля. Если одно из колес наезжает на какое-либо препятствие или попадает в яму, то по причине отсутствия взаимосвязи такие удары не передаются на второе колесо и кузов автомобиля. Подобное существенно улучшает показатели управляемости автомобиля.

Подвески пикапов и внедорожников

В различных моделях джипов конструкторы идут разными путями. Это зависит от веса и назначения внедорожника. Возможны три варианта используемых подвесок:

1. Зависимая задняя и независимая передняя схемы;
2. Полностью зависимая подвеска;
3. Полностью независимая подвеска.

Как правило, задняя ось оснащается либо рессорной, либо пружинной подвеской, которые сочетаются с жесткими неразрезными мостами. Рессоры идут в ход при создании пикапов или тяжелых джипов, так как они надежны, неприхотливы и в состоянии выдержать нешуточную нагрузку. Кроме того, такая схема довольно дешева, что стало причиной оснащения рессорами некоторых бюджетных авто. Подробная информация о достоинствах и недостатках рессорной подвески.

Пружинная схема отличается мягкостью и длинноходностью. Она более ориентирована на комфорт и ставится на легкие джипы. Относительно сложности конструкции – она лишь немного сложнее рессорной.

Что касается передней оси, то здесь, в большинстве случаев, используются торсионные или зависимые пружинные схемы. Встречается, конечно, и оснащение джипов жесткими неразрезными мостами, но такое решение в наши дни наблюдается довольно редко.

Подвеска на продольных и поперечных рычагах

Очень сложная, а потому и редко встречающаяся конструкция. Ее можно считать разновидностью подвески МакФерсон, но с целью разгрузить брызговик крыла пружины располагались горизонтально вдоль автомобиля. Задний торец пружины упирается в перегородку между моторным отсеком и салоном. Для того чтобы передать усилие от амортизатора пружине, потребовалось ввести дополнительный рычаг, качающийся в вертикальной продольной плоскости вдоль каждого борта. Один конец рычага шарнирно соединяется с верхом амортизационной стойки, а второй также шарнирно с перегородкой. Посередине рычаг имеет упор для пружины.

Основные типы подвески

Существует несколько типов подвесок. Рассмотрим особенности тех, которые используются в современных автомобилях.

Зависимая подвеска

В зависимой системе подвески колеса на обеих сторонах транспортного средства связаны балкой и работают вместе. Как правило, этот тип подвески включает в себя цельную ось, которая расположена по всей ширине рамы автомобиля. Два колеса соединены этой осью, что означает, что они работают как пара и выполняют одинаковые движения.

Зависимая подвеска чрезвычайно крепкая, но не очень подходит для автомобилей. Как правило, такая подвеска используется на тяжелых грузовиках, полноценных внедорожниках. Такие транспортные средства чаще используются для езды по пересеченной местности.

Независимая подвеска

В системах с независимой подвеской нет оси, которая бы соединяла колеса попарно. Вместо этого каждое колесо по-своему реагирует на дорожные неровности. Это означает, что если одно колесо наезжает на препятствие или попадает в ямку, это не повлияет на другое колесо.

В отличие от зависимой подвески, которая намного жестче и не очень подходит для городских условий, независимая обеспечивает довольно хороший комфорт пассажирам в автомобиле. Это основная причина, по которой большинство современных автомобилей оснащаются независимой подвеской.

Основные виды независимой подвески

МакФерсон

Это одна из самых распространенных систем подвески в автомобилях. Конструкция стойки MacPherson очень проста и, как правило, представляет собой комбинацию амортизатора и спиральной пружины, которые работают синхронно.

Этот тип подвески был впервые использован в автомобилях Ford в 1950-х годах, а затем стал одним из наиболее широко используемых в современных автомобилях. Хотя стойка МакФерсон также может быть установлена ​​на задней подвеске, она обычно используется в основном на передней части машины.

Система стоек MacPherson обязана своей популярностью благодаря таким преимуществам, как простой дизайн, низкие производственные затраты, отличное обслуживание, меньший объем и многое другое.

Двухрычажная подвеска

Особенностью этого типа подвески является то, что на каждой стороне оси имеются два продольных рычага, которые сочетаются с поперечно расположенными упругими элементами подвески.

Преимущества подвески с двумя рычагами — ее компактность и комфорт, который она обеспечивает пассажирам в автомобиле. Его недостатки заключаются в том, что он имеет относительно большую массу, что увеличивает вес автомобиля. В случае сталкивания с препятствием возможно продольное движение, из-за чего система может сломаться.

Подвеска с качающимися осями

Этот тип независимой подвески использует две полуоси вместо одной стабильной. Каждая ось прикреплена к шасси посредством шарнира. Особенностью этого типа подвески является то, что в случае препятствия колесо всегда сохраняет свое положение перпендикулярно осям. Подвеска качающейся оси в основном используется для задней части заднеприводных авто.

Преимуществами этого типа подвески являются простота конструкции, низкие затраты на ее обслуживание и низкая цена. Недостатками являются большие колебания и плохое управление рулем, если скорость увеличивается выше 60 км / ч.

Многоточечная подвеска

Многоточечная подвеска — это тип подвески автомобиля, который имеет три или более боковых рычага и один или несколько продольных рычагов. Этот тип подвески довольно популярен, так как обеспечивает отличную стабильность колес и отличную устойчивость машины на поворотах. Многоточечная подвеска может быть установлена ​​на передней оси, но чаще всего используется в задней части авто.

На двойных поперечных рычагах

Этот тип подвески делится на несколько подтипов (пружинные, пневматические, гидропневматические) в зависимости от используемых упругих элементов. Общей особенностью всех подтипов этой подвески является наличие передних рычагов, которые своими наружными концами подвижно соединены с кузовом или рамой автомобиля, а внутренние соединены шарнирами.

Преимущества этого типа подвески являются как структурными, так и функциональными. Его конструкция уникальна тем, что все его элементы можно прикрепить к специальной перекладине, которая позволяет быстро снять всю подвеску во время ремонта.

Его функциональное преимущество заключается в том, что он позволяет изменять его геометрию и модернизировать. Этот тип подвески чаще всего используется в спортивных и гоночных автомобилях, поскольку способствует лучшему управлению автомобилем.

Заключение