Подвеска на двойных поперечных рычагах: принцип работы, фото

Honda CR-V › Бортжурнал › Подвеска на двойных поперечных рычагах

С момента своего создания в 1935 году подвеска на двойных поперечных рычагах считается конструкторами идеальным видом независимой подвески, т.к. обеспечивает постоянный контроль за характером движения колеса. Двойные поперечные рычаги подвески всегда поддерживают колесо перпендикулярно поверхности дороги, чем достигает высокая управляемость автомобиля.

Подвеска на двойных поперечных рычагах может применяться на передней и задней оси автомобиля. Подвеска используется в качестве передней подвески на многих спортивных автомобилях (Ferrari, TVR, Lotus), седанах представительского и бизнес класса (Mercedes-Benz, BMW, Honda, Alfa Romeo).

На задней оси автомобиля подвеска на двойных поперечных рычагах используется редко. В силу своей конструкции подвеска занимает значительный объем при установке и уменьшает объем багажника. С другой стороны применение подвески на задней оси приводит к избыточной управляемости (отклонению задних колес в противоположную к повороту сторону) и потере контроля над автомобилем.

☑ Схема подвески на двойных поперечных рычагах

1. верхний поперечный рычаг
2. амортизатор
3. пружина
4. приводной вал
5. рулевая тяга
6. нижний поперечный рычаг

Конструкция подвески на двойных поперечных рычагах включает два поперечных рычага, пружину и амортизатор.

Рычаг может иметь U-образную или L-образную форму. Каждый из рычагов имеет две точки крепления к кузову автомобиля и одну к поворотному кулаку. Крепление к кузову осуществляется с помощью резинометаллических втулок – сайлентблоков, которые противостоят продольным нагрузкам при ускорении и торможении. Крепление рычагов к поворотному кулаку производится посредством шаровых шарниров – т.н. шаровых опор.

Верхний рычаг, как правило, имеет меньшую длину, что дает отрицательный угол развала колеса при сжатии и положительный – при растяжении (отбое). Данное свойство придает дополнительную устойчивость автомобилю при прохождении поворотов, оставляя колесо перпендикулярным дороге независимо от положения кузова.

Пружина и амортизатор в подвеске на двойных поперечных рычагах выполнены соосно. Амортизатор верхней частью крепиться к кузову автомобиля, нижней – шарнирно к нижнему поперечному рычагу.

Несмотря на все преимущества, подвеска на двойных поперечных рычагах имеет ряд существенных недостатком, среди которых сложность конструкции и связанная с ней трудоемкость обслуживания, значительные геометрические размеры. Этих недостатков лишена подвеска МакФерсона, в которой верхний поперечных рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах является и многорычажная подвеска. В ней сдвоенные поперечные рычаги разделены на отдельные рычаги, при этом один из нижних рычагов выполнен продольно оси автомобиля. Это позволило избавиться от отрицательного угла развала задних колес, добиться эффекта подруливания в поворотах и, тем самым, повысить управляемость автомобиля.

Устройство и принцип работы торсионной подвески

В конструкциях современных независимых подвесок наряду с пружиной или пневмобаллоном в качестве основного упругого элемента может также применяться и торсион (torsion — кручение, в переводе с французского). Торсионная подвеска обеспечивает автомобилю ряд преимуществ, главными из которых являются высокая плавность хода и компактность подвески. Однако ее существенные недостатки в виде худшей управляемости и валкости автомобиля не позволяют применять торсионы в основной массе современных легковых автомобилей.

История появления

Торсионная подвеска начала применяться еще с середины 1930-х годов на автомобилях французской марки Citroen. В 1940-х торсионы использовались на гоночных автомобилях Porsche.

Легендарный французский автомобиль Renault 16 с торсионной подвеской

Впоследствии их применяли и многие другие автопроизводители. Например, Renault, ЗиЛ и Chrysler. Применение торсионной подвески было обусловлено в первую очередь хорошими показателями плавности хода и простотой конструкции.

Что такое торсион?

Устройство торсиона представляет собой металлический вал или стержень, работающий на скручивание в одном направлении. В поперечном сечении торсион может быть круглым или квадратным, реже пластинчатым – состоящим из нескольких слоев, совместно работающих на кручение.

Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Один из концов торсиона жестко прикреплен к несущему рычагу подвески посредством шлицевого соединения, второй аналогичным образом фиксируется на кузове или раме автомобиля. Ось вращения рычага и ось закручивания торсиона находятся на одной линии. Обладая рассчитанным сопротивлением к скручиванию под нагрузкой, торсион удерживает вес автомобиля и обеспечивает эффективное упругое соединение подвески и кузова при перемещениях рычага. Принцип работы торсиона используется также в стабилизаторе поперечной устойчивости при противоположных ходах подвески одной оси.

Торсионные валы круглого сечения

Сплав стали, из которого изготавливается торсион, обладает высокими характеристиками упругости и выносливости, способен выдерживать длительные нагрузки без ухудшения своих свойств. Длина и толщина вала также влияет на рабочие характеристики и мягкость подвески. Для защиты от ржавчины и разрушения поверхность торсиона покрывают специальным антикоррозийным составом, либо прорезиненным покрытием.

Принцип работы торсионной подвески

Торсионная подвеска работает аналогично пружинной, рессорной или пневматической. В качестве пружинного элемента выступает стальной стержень — торсион. При работе подвески на торсион передается усилие от несущего рычага, заставляющее стержень скручиваться до определенного предела. После этого упругий элемент возвращается в исходное состояние, выравнивая и положение рычага.

Виды торсионных подвесок

Передняя независимая торсионная подвеска на поперечных рычагах

Передняя торсионная подвеска на поперечных рычагах (один или два в зависимости от конструкции) состоит из следующих элементов:

  • Продольно расположенный торсион, работающий на скручивание и заменяющий пружину.
  • Воспринимающий основную нагрузку нижний или верхний рычаг, посредством которого происходит передача усилия на торсион.
  • Демпфирующий элемент — амортизатор, выполняющий функцию гашения колебаний.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости, компенсирующий крены кузова при движении.

Независимая передняя торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах Toyota Hilux Surf

Компактность передней торсионной подвески на поперечных рычагах позволяет эффективно использовать свободное пространство. Например, для установки массивных приводов колес. В связи с этим торсионы получили распространение при производстве рамных внедорожников, сочетающих повышенную проходимость с мягкостью подвески. Например, Toyota Land Cruiser 100 (крепление торсиона к нижнему рычагу) и Toyota Hilux Surf (торсион на верхнем рычаге). Также торсионы применяются на передней оси коммерческих автомобилей.

Задняя независимая подвеска с поперечным расположением торсионов

В конструкциях задних подвесок с продольным расположением рычагов торсионы устанавливаются поперечно. Легендарный французский автомобиль Renault 16, выпускавшийся до 1990-х годов, оснащался передней подвеской с продольно расположенными торсионами, а задней — с поперечно.

Задняя подвеска с поперечным расположением торсионов

Особенностью упругих элементов задней подвески было их расположение — один находился позади другого, что конструктивно влекло разность в колесной базе по сторонам автомобиля (одно из колес находилось ближе к переднему на несколько сантиметров). Управляемость и устойчивость автомобиля оставляла желать лучшего, однако именно компактность торсионной подвески позволила значительно увеличить объем багажного отделения, что в значительной степени определило популярность модели. В настоящее время подобная схема подвески автопроизводителями не применяется.

Полузависимая задняя торсионная балка

Полузависимая торсионная балка U-образного сечения, имеющая в составе интегрированный упругий стержень, становится более прочной на изгиб. При этом она позволяет колесам одной оси незначительно перемещаться друг относительно друга при проезде неровностей. Этим достигается улучшение управляемости и устойчивости автомобиля. Данная подвеска применяется на задней оси большинства бюджетных переднеприводных автомобилей.

Преимущества торсионной подвески

  • Высокая плавность хода.
  • Компактность и малый вес.
  • Высокая ремонтопригодность.
  • Простота и надежность конструкции.

Недостатки торсионной подвески

  • Сложность производства торсионов.
  • Посредственная управляемость автомобиля.

В настоящее время передняя независимая подвеска, где в качестве упругих элементов устанавливаются торсионы, применяется при производстве грузовиков и внедорожников, не предназначенных для динамичной езды. Кроме этого, торсионная подвеска успешно используется в конструкциях шасси танков и другой специальной гусеничной техники.

Подвески на двойных рычагах

Схема подвески на двойных рычагах

Подвеска на двойных рычагах представляет собой классическую независимую подвеску, состоящую из двух рычагов, расположенных друг над другом, раздвоенные стороны которых крепятся к кузову, а противоположные концы с помощью шарниров к верхней и нижней частям поворотной цапфы.

Подвеска на двойных рычагах

Таким образом, ступица переднего колеса может поворачиваться вокруг двух шарниров при повороте. Конструктивно только один из рычагов может иметь вильчатую форму, другой может быть одинарным.
Если рычаги такой подвески будут иметь одинаковую длину, то при вертикальных перемещениях колеса его развал не будет изменяться. Однако при крене кузова на повороте внешнее, более нагруженное, колесо, будет наклоняться под углом, равным углу крена, а это может привести к нарушению устойчивости. Поэтому обычно верхний рычаг делают короче нижнего. При такой конструкции подвески вертикальное перемещение колеса изменяет угол развала, но при поворотах повышается устойчивость, потому что более нагруженное колесо располагается вертикально к дорожной поверхности и имеет лучшее сцепление с дорогой.

Схема торможения автомобиля с подвеской на двойных рычагах. Наклон рычагов подвески дает возможность избежать «клевков» кузова при торможении

Подвески на двойных рычагах современных автомобилей имеют не только разную длину рычагов, но и наклон рычагов в горизонтальной плоскости.
Подвеска с такой геометрией дает возможность избежать «клевков» кузова при торможении и интенсивном разгоне. Обычно с этой целью наклоняют оси, с помощью которых осуществляется крепление подвески к кузову и относительно которых поворачиваются рычаги.

Передняя подвеска автомобиля Jaguar S-type имеет двойные поперечные рычаги и очень длинный рычаг поворотной цапфы. Такая конструкция обеспечивает большое пространство для размещения агрегатов под капотом автомобиля

К недостаткам такого типа подвески следует отнести то, что она занимает довольно много места по ширине автомобиля, а это создает определенные сложности в размещении поперечно расположенного силового агрегата. Сейчас многие конструкторы используют в таких подвесках поворотные цапфы с большой длиной верхнего рычага (больше радиуса колеса), что позволяет увеличить пространство для размещения двигателя и коробки передач.
В последнее время все чаще вместо раздвоенных нижних рычагов используются рычаги, L-образной формы. Более длинная часть такого рычага крепится к кузову через эластичные втулки, обладающие хорошей демпфирующей способностью, что дает возможность эффективно гасить вибрации, передающиеся на кузов, и в то же время не происходит существенного изменения положения колеса. В качестве упругих элементов подвесок на двойных рычагах могут применяться пружины, торсионы, пневматические и гидропневматические устройства.

В чем преимущества подвески на двойных поперечных рычагах перед МакФерсоном

Что такое подвеска на двойных поперечных рычагах?

Вот что делает подвеску с двойными поперечными рычагами превосходящей более распространенную конструкцию типа МакФерсон

Когда начинают говорить о вновь появившемся новом захватывающем спортивном автомобиле или суперкаре, можно заметить, что обычно начинают рассказ с того важного факта, что автомобиль получил «подвеску на двойных поперечных рычагах». Это довольно неплохая конструкция (еще бы она была плохой, иначе ее бы не использовали на дорогих гоночных моделях автомобилей), об этом знают, пожалуй, все. Но в чем преимущества конструкции? Давайте посмотрим.

Прежде чем мы продолжим, нам нужно сказать пару слов о концепции передней подвески типа МакФерсон (McPherson), которая также хорошо знакома многим поколениям автомобилистов. Производители даже используют этот тип подвески чаще, чем ее аналог на двух поперечных рычагах.

Как ни странно, модель подвески передних колес, разработанная Эрлом Стили МакФерсоном, являлась ничем иным как логическим продолжением развития двухрычажной подвески, но со значительными допущениями по части упрощения, удешевления и модернизации как самой конструкции, так и кинематики системы подвески.

Модель обладает только одним рычагом – нижним. Вместо второго рычага – шарнир с усиленным демпфером с конической пружиной, на которые возложена двойная обязанность: гашение вертикальных колебаний и удержание колеса в заданной горизонтальной плоскости.

Конструкция подвески отличается компактными размерами и небольшой толщиной в средней и верхней части по сравнению с многорычажной и двухрычажными подвесками, что делает ее идеальной для моделей автомобилей с поперечными двигателями. Также она проста в исполнении и дешева в конструировании.

В общем, работает такая конструкция на направляющих стойках на удивление хорошо.

Однако конструкция стойки ограничивает возможности инженеров по оптимизации развала.

Разнесенные по краям демпферы делают установку MacPherson экономной и оправданной для экономии поперечного пространства

На фото выше вы видите пример сборки передней подвески со стойками МакФерсон от модели спорткара Audi TT RS. Теперь сравните с расположением элементов на двойных поперечных рычагах R8 ниже. Здесь мы имеем два рычага: один в верхней части и один внизу, амортизатор при этом закреплен за нижним рычагом.

Такая конструкция предлагает более прогрессивную геометрию. В отличие от версии MacPherson, чем больше сжата подвеска с двойными поперечными рычагами, тем больше будет отрицательный развал, что осуществляется благодаря использованию рычагов разной длины. Это положительно сказывается на управлении в такие моменты, когда вы сильно закладываете в поворот и автомобиль начинает соскальзывать с траектории. В эти моменты система подвески на поперечных рычагах будет поддерживать лучший контакт шины с дорогой. А значит, автомобиль будет устойчивее при прочих равных.

Конечно, автомобили с подвеской МакФерсон могут быть улучшены установкой жестких пружин, но добиться таких же характеристик, как на двойных поперечных рычагах, они не способны. Последние могут оставаться мягкими, без ущерба пятну контакта. Например, такая схема идеальна для нового Alpine A110, который, получив передние и задние двойные поперечные рычаги, показывает отличные эксплуатационные характеристики. Подвеска не так жестка, что приводит к тому, что автомобиль остается комфортным даже на ухабистых дорогах.

Анимация, показывающая увеличение отрицательного развала при сжатии подвески

Из-за более сложной конструкции двойные рычаги позволяют выставить развал (наклон средней плоскости вращения колеса к продольной вертикальной плоскости), кастер и углы крена. Конструкция также дает гораздо больше свободы с размещением демпферов, что опять же приводит к возможности разнообразной установки амортизаторов. Правда, подходит такая разнообразная модель установки исключительно для гоночных или некоторых очень дорогих дорожных спортивных автомобилей.

Наконец, в виду того что амортизатор не торчит в верхней части, этот тип подвески гораздо более экономичный по отношению к вертикальному пространству – вы получаете разумную степень перемещения подвески (ее хода) без необходимости поднимать клиренс, что отрицательно повлияет на управляемость, увеличивая центр тяжести.

Как видно, подвеска на двойных рычагах имеет довольно много положительных качеств. Так почему не так много автомашин построено на ней?

Как и все «семерки» Caterham, эта версия английского спорткара получила переднюю подвеску с двойным поперечным рычагом

Важным фактором является стоимость. Там, где МакФерсон проста и дешева, подвеска с двойными поперечными рычагами дороже и сложнее. Конструкция и ее изготовление, как правило, будет увеличивать затраты на производство, поэтому она чаще всего ставится на более дорогие модели, где качество управляемости является более важным приоритетом, чем денежные издержки. Плюс чем больше сочленений и звеньев, тем больше вероятность поломок. Владелец будет обременен более высокими затратами на обслуживание.

Следующая проблема – расположение в подкапотном пространстве. Да, вертикальная установка имеет ряд огромных преимуществ – места здесь хоть отбавляй, но в горизонтальной плоскости ситуация не столь радужная. «Лишний» рычаг сверху делает свое дело, тем самым съедая немного пространства внутри салона, увеличивая ширину автомобиля или делая и то и другое одновременно.

Как это часто бывает с большинством аспектов дизайна автомобиля, весь вопрос – в компромиссе. Двойные рычаги в передней подвеске можно рассматривать как неплохую, качественную технологию, но это не лучшее решение для всех автомобилей.

Все что нужно знать о подвеске на двойных поперечных рычагах

Конструктивное усовершенствование подвески автомобиля ведется по нескольким направлениям на протяжении десятков лет. Наиболее успешные идеи были реализованы и могли кочевать от одного вида конструкции к другому.

Поэтому сегодня возникает множество вопросов о распределении подвесок по типам, отличительных особенностях, плюсах или минусах. Например, подвеска на двойных поперечных рычагах при своем видоизменении превращается в популярную МакФерсон, где роль верхнего рычага играет телескопическая стойка. В то же время, конструкторы, разделив двойной рычаг на два одиночных и добавив некоторые узлы, получили популярную многорычажку. Из-за такого перевоплощения и возникает сложность классификации.

Устройство и принцип работы подвески на двойных поперечных рычагах

Разные варианты исполнения подвески данного типа имеют аналогичные узлы.

В качестве несущей части может выступать подрамник или поперечная балка. Многие автолюбители критично относятся к наличию балки. Она занимает место в подкапотном пространстве и мешает выполнять манипуляции по ремонту двигателя. Зато такая конструкция позволяет демонтировать переднюю подвеску, как единый узел.

Подрамник так же выполняет роль опоры для нижних рычагов. Отличие заключается в том, что он закреплен к кузову посредством сайлентблоков, что позволяет снизить долю вибраций, передающихся элементам кузова.

Что же касается устройства подвески, то она состоит из следующих элементов:

  • Верхний поперечный рычаг — 1. Он имеет на оси вращения две точки опоры, а в месте соединения с поворотным кулаком — одну. Вверху через сайлентблоки рычаг крепится к специальным кронштейнам на кузове. Но есть такие варианты исполнения, а которых эти кронштейны являются частью самой балки. Принципиальной разницы в этом нет, так как роль верхнего рычага заключается в своеобразном подпоре, противодействии нижнему.
  • Нижний поперечный рычаг. На оси вращения закреплен при помощи сайлентблоков к балке или подрамнику. Встречаются разновидности L-образной формы. Такие же рычаги применяют в Макферсон. Несмотря на громоздкость подвески, имеется достаточно места, чтобы обеспечить привод колеса — 4.
  • Поворотный кулак. В этой конструкции нет технических особенностей. Он выполнен в виде корпуса ступицы с отливом для соединения с рулевой тягой — 5. Поворот кулака относительно вертикальной оси осуществляется на двух шаровых опорах.
  • Амортизатор. Он шарнирно соединен с нижним рычагом и жестко с кузовам. Вместе с пружиной они смягчают и гасят колебания. Несмотря на то, что располагаются эти элементы соосно, друг с другом они никак не связаны. В некоторых исполнениях подвески пружина и амортизатор установлены отдельно друг от друга. Соосное расположение позволяет освободить пространство, например, для привода колеса.

Работу подвески на двойных поперечных рычагах легче представить, если мысленно убрать верхний рычаг. Получится качание ступицы колеса, ограниченное пружиной. Так как ступице нужна еще и верхняя опора, то ее функцию выполняет верхний рычаг.

Но назначение верхнего рычага более сложное, чем может показаться. По своим размерам он всегда несколько меньше нижнего. А это означает, что при сжатии плоскость колеса отклоняется на отрицательный угол, а при отбое — на положительный угол развала. Учитывая крен кузова на поворотах, колесо остается перпендикулярным дороге. Это обеспечивает лучшее сцепление и, как следствие, лучшую управляемость автомобилем.

Передачу усилия можно представить схематически: нижний рычаг — нижняя шаровая опора — поворотный кулак — пружина (амортизатор).

Основные достоинства подвески на двойных поперечных рычагах

Плюсы

  • Хорошая управляемость. За счет того, что при поворотах изменяется угол развала, колесо всегда остается перпендикулярно поверхности дороги, вне зависимости от крена кузова.
  • Возможность оперирования параметрами. Изменяя размеры рычагов, можно напрямую влиять на технические параметры подвески. Это позволяет адаптировать ее к разным моделям автомобилей и к специфическим условиям эксплуатации.
  • Возможность монтажа-демонтажа подвески целиком. Это касается лишь тех вариантов, которые имеют поперечную балку, а верхние рычаги крепятся к кронштейнам на балке.
  • Устойчивость к продольным смещениям. Форма рычага, позволяющая ему иметь две точки опоры на оси вращения, исключила смещения вдоль оси автомобиля. Особенно ярко это сказывается при ускорении или торможении. Они на сленге называются «клевки».
  • Возможность использования на спортивных болидах.

Недостатки подвески

  • Изменение угла развала. Этот факт считается отрицательным в случае установки подвески на заднюю ось. При изменении угла установки задних колес, автомобиль теряет информативность, что существенно усложняет его управление.
  • Большие габариты. При попытке установки балки на заднюю ось автомобиля, приходится жертвовать объемом багажника, а это, в большинстве случаев, неприемлемо.
  • Сложность конструкции. Изготовление подвески занимает больше времени и ресурсов. Это приводит к увеличению ее цены.
  • Высокая стоимость обслуживания. На сайлентблоки приходится большая нагрузка. Замена сайлентблоков — удовольствие дорогое. Но даже эту процедуру можно выполнить не всегда. В некоторых моделях предусмотрена замена всего рычага.

Перспективы развития

Но именно такая подвеска подсказала разработчикам пути решения ряда проблем, связанных с управляемостью, комфортом, надежностью в эксплуатации. Полностью отказываться от первоначальной модели не стали и она себя проявляет наилучшим образом во многих конструкторских решениях.

Подвеска на двойных поперечных рычагах

Данный тип подвески был разработан в 1935 году и является эталонным типом независимой подвески. Ее преимущество заключается в том, что она обеспечивает непрерывный контроль движения каждого из колес. Высокая управляемость автомобиля обеспечивается тем, что колесо в любой из моментов времени находится перпендикулярно дорожному покрытию.

На задней оси подвеска с двумя поперечными рычагами применяется исключительно в редких случаях. Все дело в том, что при установке на задние колеса, данный тип подвески занимает значительное пространство багажного отделения.

Также при установке подвески на задние колеса, автомобиль приобретает избыточную управляемость. Во время совершения поворотов, задние колеса начинают отклоняться в противоположную от поворота сторону, что приводит к нарушению управляемости.

В зависимости от типа конструкции, рычаг может быть L-образной или U-образной формы. Каждый рычаг крепиться двумя точками к кузову автомобиля и к поворотному кулачку. Каждое из креплений производится посредство прорезиненных втулок – сайлентблоков. Их задача снижать уровень нагрузки, возникающие во время торможения и ускорения. К поворотному кулачку рычаги закрепляются шаровыми опорами.

Длина верхнего рычаги существенно меньше, что дает отрицательный угол развала колеса в момент сжатия и положительный при отбое. Это явление придает автомобилю максимальный уровень устойчивости в поворотах, так как в любой момент времени колеса перпендикулярны дорожному покрытию.

Амортизатор расположен соосно поперечным рычагам. Верхняя часть его закреплена с кузовом, а нижняя с поперечным рычагом.

Данный тип конструкции подвески автомобиля имеет и ряд недостатков. Самыми главными из них является сложность конструкции, большие размеры. Таких недостатков нет в другом типе подвески под названием МакФерсон. В ней отсутствует верхний поперечный рычаг, вместо него установлена стойка амортизатора.

Сдвоенные поперечные рычаги разделены, один из них — нижний расположен продольно оси авто. Такая конструкция обладает эффектом подруливания и повышает управляемость автомобиля на крутых поворотах.

Подвеска на двойных поперечных рычагах

К числу независимых подвесок автомобиля можно отнести переднюю подвеску на двойных поперечных рычагах. Впервые аналог данной подвески появился на некоторых моделях авто еще в середине 30-х годов. Обладая невероятными качествами, данный элемент ходовой части устанавливается на автомобили, и по сей день.

Особенностью подвески на двойных поперечных рычагах является возможность регулировки конфигураций: развала схождения, настройка положения подвески при крене автомобиля, и других параметров. Подвеска жестко крепится непосредственно к кузову автомобиля, и, таким образом представляет одно целое с машиной. Для ремонта подвески снимается полностью весь механизм, что с одной стороны является преимуществом, а с другой и недостатком.

Устанавливается подвеска с двойным поперечным рычагом на крупногабаритные модели марок Ауди, БМВ и Мерседес, а также на спортивные авто дорогих производителей. Как правило, используется только двойной поперечный рычаг передней подвески, а вот задняя подвеска редко когда имеет подобную конструкцию, все это связано с необходимостью большого пространства для реализации данного вида ходовой. Если бы аналогичная подвеска применялась и на задней оси, пришлось бы сократить объемы багажного отделения, да и управляемость автомобиля существенно ухудшилась бы. Тем не менее, на гоночных болидах устанавливается двойной поперечный рычаг подвески, обе оси, позволяя автомобилям выдерживать большие нагрузки.

Разбираем устройство подвески

Помимо двойных поперечных рычагов подвеска включает в себя сайлентблоки, амортизаторы, пружины амортизаторов, шарниры, шаровые опоры. Скелет подвески – поперечный рычаг существует двух видов: U и L-образный. Соответственно, отличается способом крепления.

Мы говорили о том, что подвеска осуществляет с кузовом одно целое, за счет особенности крепления, так вот осуществляется оно с помощью сайлентблоков, которые принимают на себя нагрузку. С помощью шаровых опор подвеска крепится к поворотным кулакам. Что касается амортизатора, то они имеют стандартный способ крепления. Вот, собственно, конструкция подвески примерно такова и двойной поперечный рычаг – это своего рода скелет всего механизма.

Преимущества и недостатки подвески

Мы пришли к выводу, что данная подвеска обладает всеми преимуществами, связанными с управляемостью. Помимо этого, устройство подвески позволяет демонтировать весь узел с автомобиля и произвести ремонт в максимально комфортных условиях.

Однако в силу всех положительных сторон, существует и ряд недостатков. Первый из них – это громоздкость конструкции, в результате чего подвеска может быть установлена только на крупногабаритные автомобили. Наконец, особенность конструкции подразумевает большую сложность, а вместе с тем, и большую затратность на произведение ремонтных работ.

Считается, что прямым конкурентом данной подвески является многорычажная подвеска и подвеска МакФерсона. Но об этих видах подвесок мы поговорим в других наших статьях.

Читайте также:

В ходе проведенных исследований специалистам удалось установить, что двигатель, работая на холостых оборотах, в момент, когда автомобиль стоит в пробке, или останавливается перед светофором, потребляет до 30% топлива от суммарного расхода. Разумеется, чтобы сократить расход, необходимо внедрить систему, которая могла бы контролировать работу двигателя в момент, когда автомобиль не .

Очередной вид подвески, который мы будем рассматривать, существует уже несколько десятков лет. Он имеет простую конструкцию, достойные ходовые качества, и массу других преимуществ. По сей день этот вид подвески устанавливается на добрую половину всех выпускаемых автомобилей. Это – торсионная .

Издавна среди автомобилистов бытует вопрос – зачем прогревать машину и нужно ли вообще это делать? Разумеется, находятся как сторонники этой процедуры, так и противники – вполне типовая ситуация. Мы же углубимся в этом вопросе и поговорим о том, нужно ли прогревать машину не только зимой, но и .

Принцип работы торсионной подвески, ее устройство, плюсы и минусы

Торсионная подвеска используется в автомобилестроении вот уже около восьмидесяти лет, впервые она была применена на автомобилях Ситроен в середине тридцатых годов прошлого века. Немного позже данной конструкцией заинтересовались немцы и реализовали ее в машине Фольксваген Жук. В отечественном автомобилестроении торсионная подвеска впервые была применена на машине «Запорожец», передняя подвеска которого была выполнена на основе двух торсионов квадратного сечения.

В настоящее время данный вид подвески получил широкое распространение среди большинства автопроизводителей, благодаря простоте конструкции, компактности и низкой стоимости.

Что такое торсионная подвеска

В данном виде подвески роль упругого элемента выполняет торсион. Это некий металлический стержень круглого или квадратного сечения, производящий работу на скручивание. Он может быть как цельным, так и набранным из нескольких металлических пластин, на его концах имеются шлицы для соединения с другими элементами.

В общих чертах схема торсионной подвески выглядит следующим образом. Один конец стержня неподвижно соединяется с кузовом, другой – с рычагом. Принцип работы основан на упругости торсиона. Колесо автомобиля, перемещаясь в вертикальной плоскости, закручивает его, благодаря чему возникает упругая связь между колесом и кузовом автомобиля. Раскручиваясь к нормальному состоянию, торсион возвращает колесо в исходное положение. На видео можно посмотреть, как работает данная конструкция.

Данные упругие элементы обладают двумя особенностями:

  • их вращение возможно только в сторону скручивания;
  • с их помощью можно регулировать клиренс автомобиля.

Применение торсионов

Данная разновидность упругих элементов применяется в самых разных видах подвесок: на продольных или двойных поперечных рычагах, а также в полунезависимой.

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.

Независимая подвеска на двойных поперечных рычагах

Торсионы в данном случае располагаются вдоль кузова, по одному с каждой стороны, одним концом они крепятся к раме, а другим – к поперечному рычагу (как правило, к нижнему, хотя в некоторых автомобилях могут крепиться к верхнему). Особенность такой подвески в том, что длину торсионов, а значит, и их упругие свойства можно регулировать в очень большом диапазоне (чем больше длина, тем легче скручивается упругий элемент, следовательно, мягче подвеска). Такое устройство имеет передняя подвеска некоторых автомобилей повышенной проходимости.

Полунезависимая подвеска

Данная разновидность занимает особое место среди подвесок, в которых упругим элементом является торсион. Она является промежуточным звеном между независимыми и зависимыми подвесками, поэтому и получила название полунезависимой. Широкое применение она нашла среди многих автомобилей от «А» до «С» — класса. Ее устройство выглядит следующим образом. Продольные рычаги, расположенные по одному с каждой стороны, соединены между собой торсионной балкой. Одним концом каждый из них крепится к кузову авто, а другим к ступице колеса.

Принцип ее работы основан на форме упругого элемента. Балка имеет U-образное сечение, благодаря чему хорошо сопротивляется изгибу, но легко скручивается. Поэтому колеса получают возможность двигаться в вертикальной плоскости не завися друг от друга. Схема торсионной балки представлена на фото.

Плюсы и минусы торсионной подвески

Как и любая другая конструкция, торсионная подвеска имеет свои плюсы и минусы.

Ее главные преимущества заключаются в следующем:

  • компактность в сравнении с пружинной подвеской;
  • простое устройство и высокая надежность;
  • малый вес;
  • возможность быстро изменить клиренс автомобиля, не внося изменений в конструкцию;
  • хорошая ремонтопригодность;
  • большие интервалы между обслуживанием.

Минусы торсионной подвески:

  1. худшая управляемость по сравнению с многорычажной подвеской (машины проявляют склонность к излишней поворачиваемости);
  2. сложная технология производства и обработки упругих элементов;
  3. ограниченный срок службы игольчатых подшипников в узлах крепления продольных рычагов к торсионной балке (порядка 60-70 тыс. км);

если своевременно не заменить вышедшие из строя подшипники, придется ремонтировать или менять торсионную балку.

Подвеска на продольных рычагах

В этой подвеске каждое из колёс одной оси прикреплено к продольному рычагу, закреплёному на раме или кузове подвижно.

Этот тип независимой подвески прост, но несовершенен. При работе такой подвески в достаточно больших пределах меняется колёсная база автомобиля, правда колея при этом остаётся постоянной. При повороте колёса в ней наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок.

Продольные рычаги воспринимают усилия, действующие во всех направлениях, а значит — подвергаются большим нагрузкам на кручение и изгиб, что требует их большой жёсткости и, соответственно, утяжеления.

Рис.4.2. Подвеска на продольных рычагах

Кроме того, для неё характерно очень низкое, в районе полотна дороги, расположение центра крена, что является недостатком для задней подвески.

Помимо простоты, в качестве преимущества такой подвески можно назвать то, что между рычагами пол можно выполнить совершенно ровным, увеличив объём, доступный для пассажирского салона или багажника. Это особенно чувствуется при применении в качестве упругих элементов торсионов, благодаря чему подвеска на продольных рычагах с поперечными торсионными валами в своё время широко использовалась на французских автомобилях.

В своё время (преимущественно 1970-е — 1980-е годы) такая подвеска с традиционными пружинными или (Citroёn, Austin) гидропневматическими упругими элементами довольно широко применялась на задней оси переднеприводных автомобилей. Однако впоследствии она в этой роли была вытеснена разработанной «Ауди» полузависимой подвеской со связанными рычагами, более компактной и технологичной типа «Мак Ферсон» (в англоязычных странах такую подвеску на задней оси называют «Чепмен») или (уже в конце 1980-х… 1990-е годы) наиболее кинематически совершенной на двойных поперечных рычагах.

В качестве передней такая подвеска изредка применялась на конструкциях, разработанных до 1950-х годов, а впоследствии — ввиду своего несовершенства практически исключительно на дешёвых малоскоростных автомобилях (например, Citroen 2CV).

Кроме того, подвеска на продольных рычагах очень широко применяется на лёгких прицепах.

Многорычажная подвеска: для чего столько лишних деталей?

Приветствую вас, автолюбители! Как сделать так, чтобы колёса машины имели независимый друг от друга ход и не имели жёсткой связи между собой? Ответ: применить независимую подвеску. Есть несколько вариантов реализовать этот сценарий, но один из самых популярных на сегодняшний день — многорычажная задняя подвеска (Multilink). Наверняка Вы слышали о ней, и, кстати, применяют её с успехом и на передней оси.

Хит среди независимых подвесок

Полюбилась «многорычажка» производителям и владельцам машин не зря. Это чудо инженерной мысли обладает действительно уникальными характеристиками – имеет высокую плавностью хода, делает авто отлично управляемым и даже шумит меньше своих собратьев.

Единственный серьёзный недостаток – цена, обусловленная сложностью изготовления и настройки. Несмотря на это, увидеть её можно и на легковушках, и на грузовых автомобилях.

По сравнению с другими видами, «многорычажка» довольно молода. Считается, что впервые она появилась на спортивном автомобиле Porsche 928 в конце 70-х годов прошлого столетия. Другие немецкие компании быстро подхватили идею и стали совершенствовать независимую многорычажную систему.

Так, к примеру, в Mercedes в 1982 году выпустили модель, задняя подвеска которой могла подруливать в сторону поворота. А Audi начали устанавливать её и на переднюю ось легковых автомобилей.

Чем больше рычагов, тем лучше…

Что же такого магического в «многорычажке»? По сути, она представляет собой эволюцию классической подвески на двойных поперечных рычагах.

Если в последней каждый из поперечных рычагов распилить на два, то получим самую примитивную многорычажную, и в этом случае уже получаем преимущество — можно регулировать независимо друг от друга продольное и поперечное положение колеса.

А если добавить к ним ещё и продольные рычаги, как делают сейчас, то получится вообще сказка.

Давайте рассмотрим детальнее многорычажную систему. Основными элементами подвески являются:

  • подрамник;
  • опора ступицы;
  • амортизатор;
  • пружина;
  • поперечные рычаги;
  • продольный рычаг;
  • стабилизатор поперечной устойчивости.

Работа подвески состоит из слаженного взаимодействия всех этих железяк, и каждая выполняет очень важную роль.

Опорой всей конструкции выступает подрамник. К нему через сайлентблоки (резино-металлические опоры) одним из концов крепятся практически все рычаги. Вторым концом они через аналогичные сайленблоки закреплены на ступичной опоре.

Поперечные рычаги, которых может быть до пяти штук, обеспечивают надёжную фиксацию колеса в поперечной плоскости.

Название продольного рычага (он, к слову, только один на колесо) тоже говорит само за себя, но в отличие от поперечных противоположным от ступичной опоры концом он крепится к кузову автомобиля.

В «многорычажке» упругие элементы (стойки амортизаторов и пружины) не объединены в одну конструкцию и находятся порознь. Их задача – давать адекватный ответ различным нагрузкам.

Что же касается стабилизатора поперечной устойчивости, то, как и в других типах подвесок, он занимается предотвращением кренов кузова при прохождении виражей и улучшением сцепления колёс с дорожным полотном.

Если сравнивать многорычажную подвеску с другими, то она, на первый взгляд, кажется нагромождением различных рычагов и железок. Так и есть, громоздкость этой системы налицо, что, конечно же, отражается и на её стоимости. Тем не менее, благодаря своим исключительным свойствам (плавность хода подвески, управляемость), она пользуется огромным спросом.

К слову, ещё один немаловажный момент, который является «скелетом в шкафу» многорычажной конструкции – это плохая переносимость некачественных дорог. Согласитесь, в наших реалиях это довольно актуально. Хотя, с другой стороны, регулярная профилактика и диагностика элементов подарят долгие годы удовольствия от вождения автомобиля при любых условиях эксплуатации.

Спасибо за внимание, друзья. Надеюсь было интересно. Подписывайтесь, делитесь в сетях, и следите за свежими публикациями.

Ссылка на основную публикацию