Зависимая и независимая подвеска автомобиля. Различные конструкции и виды независимой подвески

Автомобиль разнообразен настолько, что порой его трудно с чем-то сравнивать. Условия современного мегаполиса и разбитые просёлки, заброшенные лесные просеки и залитая водой грунтовка или участки пустыни – везде он выполняет свою основную задачу – перевозит людей и грузы. Автомобили должны, как минимум, быть приспособлены для разных условий эксплуатации. Наверно поэтому будет достаточно интересно обратить внимание на те конструктивные особенности, которые позволяют автомобилю работать в настолько различающихся условиях. Одним из таких элементов конструкции является подвеска.

О подвеске в целом

Подвеска в машине:

• соединяет кузов или раму с колесами;

• обеспечивает нужное движение колес по отношению к раме или кузову и передаёт на них возникающие при движении силы;

• определяет управляемость, а также плавность хода машины, демпфирует часть воспринимаемой нагрузки.

За всю историю автомобиля разработчики создали самые разнообразные виды подвесок, но они могут быть разделены в основном на два больших класса, рассмотренные ниже.

Зависимая

Такой тип подвески достался автомобилю исторически, в наследство от телег и карет. Именно такой она была на первых машинах, такой же оставалась достаточно долгое время. Что она собой представляет, можно видеть на приведённом ниже рисунке:

Как из него видно – это два колеса, соединенные сплошной осью. Другим названием такой конструкции будет мост (передний или задний), и зачастую он включает в себя элементы трансмиссии. Характерная особенность – положение одного колеса оказывает влияние на другое. В случае перемещения одного колеса по вертикали, как показано на рисунке, это приводит к изменению площади контакта другого колеса с поверхностью, что влияет на управляемость, особенно на высокой скорости.

Зависимая подвеска может быть выполнена различным образом. В качестве узлов и деталей в ней могут использоваться разнообразные упругие элементы, рессоры (продольные или поперечные), пружины и т.д.

Из фотографии видно – зависимая подвеска отличается достаточно высокой прочностью, что является преимуществом при движении по бездорожью. Для обеспечения нормальной эксплуатации такая конструкция предусматривает значительный клиренс, а это также считается достоинством при передвижении вне дорог. Раз уж мы говорим об использовании автомобиля в подобных условиях, нельзя обойти молчанием факт, что зависимая подвеска допускает большие хода, значительно повышающие возможности машины в случае движения по пересеченной местности.

Таким образом, не вдаваясь в варианты построения зависимой подвески, можно сформулировать ее положительные характеристики :

— простота конструкции;
— прочность;
— дешевизна;
— устойчивость к повреждениям;
— проходимость.

Однако ради объективности необходимо отметить недостатки :

— недостаточная управляемость, особенно при высокой скорости движения;
— незначительный уровень комфорта;
— неинформативное рулевое управление.

Независимая

Что она собой представляет, понятно из рисунка ниже:

Из него ясно видно, что перемещение в вертикальной плоскости одного колеса никоим образом не отражается на положении другого. Это положительно сказывается на контакте колеса с поверхностью и, соответственно, управляемости автомобиля.

В конструкции независимой подвески используются разные элементы – пружины, разнообразные рычаги, торсионы. Существует множество различных вариантов, как может быть выполнена независимая подвеска. Так, один из распространённых ее видов – подвеска Макферсона, а также торсионная.

Тем не менее, несмотря на значительное разнообразие, нельзя не отметить ее особенности. К ним относится меньшее значение неподрессоренной массы.

Это понятие включает в себя суммарную массу всех элементов конструкции, через упругие элементы воздействующую на дорогу. Если у зависимой подвески они достаточно велики, что ухудшает управляемость, то для независимой эта величина значительно меньше.

Длительная ее эксплуатация позволила выявить положительные свойства , к которым относятся:

— хорошая управляемость автомобилем, особенно на высокой скорости;
— высокая информативность при управлении;
— возможность настройки параметров подвески под конкретные условия движения;
— повышенный комфорт при движении

Несомненно, что это все отражается положительно на автомобилях, эксплуатируемых в условиях города и на твердом (асфальтовом) покрытии. Однако не бывает все только хорошо, всегда есть недостатки, и они делают такую подвеску малопригодной для условия бездорожья.

Среди ее недостатков надо отметить:

— короткие ходы подвески;
— достаточно большое число деталей и, как следствие, повышенная вероятность их повреждения в сложных дорожных условиях:
— трудности в полевых условиях ремонта поврежденной подвески;
— высокая стоимость обслуживания и трудность регулировки.

Что и как используется на современных автомобилях

Здесь надо сразу отметить, что разработчики автомобилей в зависимости от их назначения используют самые разные варианты, в том числе комбинируя разнообразные типы подвесок. Так, имеет обе зависимые подвески, но его назначение – преодоление бездорожья, при этом уровень комфорта в нем несравним с предоставляемым обычными паркетниками. Если в условиях бездорожья он король, то при движении в городе резко теряет все свои преимущества.

Нива имеет переднюю независимую подвеску и зависимую заднюю. Это позволяет ей быть более динамичной в городе и на трассе, обеспечивает достаточную проходимость при движении на легком бездорожье. В то же время наличие дополнительных устройств, таких как и пониженная передача, позволяет ей хоть и ограниченно, но достаточно свободно передвигаться в сложных дорожных условиях.

Что касается многочисленных кроссоверов и паркетных джипов, то их место обитания – город и асфальтовое покрытие, ну может быть, пикник на опушке в ближайшем пригородном лесу или дорога на дачу. Для преодоления мало-мальски серьезного бездорожья они не пригодны. В этом случае требуется особый вид автомобиля, который раньше назывался вездеход, и УАЗ один из них.

Одним из факторов, ограничивающих использование кроссоверов на бездорожье, является подвеска. Во многом она и определяет, насколько автомобиль пригоден к движению в сложных дорожных условиях.

Созданы и применяются самые различные варианты подвесок, но конструкция каждой из них предполагает использование автомобиля в определенных условиях. Выбирая себе автомобиль, нужно понимать, что нет универсального варианта, способного двигаться, как болид формулы 1, и преодолевать бездорожье, как БТР.

Материала мы рассказали о существующих видах подвесок, и подробно остановились на видах зависимой подвески. Сегодня же мы поведаем о видах независимой подвески.

Итак, видов независимых подвесок – девять, причем, у двух из них есть по несколько разновидностей.

Первый вид подвески такого типа – с качающимися полуосями. Уже из самого названия понятно, что основными элементами конструкции такой подвески выступают полуоси. На их внутренних концах имеются шарниры, при помощи которых полуоси прикреплены к главной передаче с дифференциалом. Внешние концы полуосей прочно сочленены с колесами. Упругими элементами в таких подвесках служат рессоры или пружины. Особенность этой конструкции независимой подвески в том, что при наезде на препятствие колесо всегда сохраняет свое перпендикулярное размещение относительно полуоси, а силы реакции дороги гасят сами полуоси и их шарниры.

В некоторых подвидах такой независимой подвески используются поперечные или продольные рычаги, которые играют роль «гасителей» сил реакции дороги. Как правило, конструкцию такой подвески применяли на заднем мосту для заднеприводных автомобилей. Такие подвески устанавливались на автомобили марок Ford, Mercedes-Benz и Chevrolet середины ХХ века. В СССР подобная подвеска устанавливалась на автомобили ЗАЗ. К достоинствам подвески с качающимися полуосями относят простоту конструкции, дешевизну обслуживания и ремонта. К недостаткам – большие колебания колеи и развала при наезде на препятствия. Эти недостатки особенно проявлялись при езде со скоростью свыше 60 км/час, что негативно влияло на управляемость автомобилем.

Второй вид независимой подвески – на продольных рычагах. Эта подвеска имеет два подвида: пружинный (упругие элементы – пружины) и торсионный (упругие элементы – торсионы). Особенность конструкции подвески заключается в расположении колес на продольных рычагах, которые подвижно прикреплены к кузову или раме автомобиля. Такой вид подвески устанавливался на задние мосты автомобилей марок Citroen, Austin, на мотороллеры и небольшие прицепы.

Плюсами такого типа подвески являются простота ее конструкции, которая, в свою очередь (особенно в торсионном подвиде), позволяла сделать пол автомобиля плоским, и дешевизна изготовления, ремонта и обслуживания. Минусов у нее больше: значительные изменения параметров колесной базы при движении, большие крены в поворотах (из-за низкого центра крена).

Третий вид независимой подвески – на косых рычагах. По своей конструкции она напоминает подвеску на продольных рычагах, с тем отличием, что в ней оси качания рычагов находятся под косым углом. Она, в свою очередь, делится на два подвида: с одношарнирными полуосями с диагональными рычагами (расположены под углом 45 градусов) и двухшарнирными полуосями с косыми рычагами (шарниры расположены с обоих концов полуосей). Этот вид подвески в основном устанавливался на заднюю ось (на авто такие марок как Ford, Mercedes-Benz, Opel, Porsche, Fiat и ЗАЗ), с подвеской на косых рычагах на передней оси изготавливался Trabant. Преимуществами такой подвески, по сравнению с подвеской на продольных рычагах, являлось уменьшение колебаний параметров колесной базы, кренов автомобиля в повороте. К недостаткам этого вида подвески относится сильное изменение схождения и развала колес, высокий центр крена (для подвида с одношарнирными полуосями).

Четвертый вид независимой подвески – на продольных и поперечных рычагах. В конструкции этой подвески используется направляющая стойка, в которой, чтобы разгрузить брызговик крыла, применяется продольный рычаг, принимающий на себя верхние опорные усилия. Этот вид подвески громоздок, сложен в конструкционном плане, а потому непопулярен. Такую подвеску имели автомобили марки Rover, Glas. Как таковых преимуществ у подвески на продольных и поперечных рычагах мало: это большое расстояние по высоте межу опорными узлами (уменьшает влияние сил на крепления подвески к кузову) и вариативность конструктивных ходов подвески. К недостаткам относят сложность конструкции (большое количество деталей – шарниров, рычагов), большие габариты, плохие параметры кинематики (значительное изменение угла развала при больших ходах подвески).

Пятый вид независимой подвески – на двойных продольных рычагах. Особенность ее конструкции в том, что с каждой стороны у оси есть два продольных рычага, которые объединяются расположенными поперечно торсионами, играющими роль упругих элементов подвески. Как правило, такая подвеска устанавливалась на переднюю ось заднемоторных автомобилей марки Volkswagen и Porsche начала — середины ХХ века. Плюсы такой подвески: компактность, возможность вынесения вперед передней части кузова автомобиля (что положительно сказывалось на комфорте водителя и переднего пассажира). Минусы: изменение параметров колесной базы при наезде на препятствия, большая масса рычагов (увеличивает вес авто).

Шестой вид подвески – на двойных поперечных рычагах. Она, в зависимости от используемых упругих элементов, делится на пять подвидов: пружинный, торсионный, рессорный, гидропневматический и пневматический. Общность этой конструкции для всех подвидов заключается в наличии поперечных рычагов, которые своими внутренними концами подвижно сочленены с кузовом или рамой машины, а внутренними – с поворотной (для передней подвески, с шаровыми шарнирами с двумя степенями свободы) и неповоротной (для задней подвески, с цилиндрическими шарнирами с одной степенью свободы) стойкой. Верхний рычаг в такой подвеске короче, чем нижний, располагаться они могут как параллельно друг другу, так и под некоторым углом.

Пружинная подвеска на двойных поперечных рычагах в своей конструкции имеет витые пружины, играющие роль упругого элемента.

Они располагаются между поперечными рычагами, либо над верхним рычагом с упором на брызговик крыла. Такую конструкцию подвески имеют автомобили марки Jaguar.

Торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах в качестве упругого элемента имеет продольные торсионы, крепящиеся к нижним рычагам. В этом подвиде подвески они могут крепиться как продольно, так и поперечно. С такой подвеской производились автомобили марок Packard, Chrysler, Fiat, Simka и ЗИЛ.

Рессорная подвеска в качестве упругого элемента использует рессоры, которые располагаются поперечно двойным рычагам.

На автомобили устанавливались подвески с одной, двумя, четырьмя рессорами, которые крепились в одной либо двух точках. Также в первой половине ХХ века производились автомобили, которые имели четыре полурессоры (по две с каждой стороны борта), располагавшиеся поперечно. Рессорную конструкцию подвески имели автомобили Tatra, Fiat, Ford, Autobianci, Chevrolet, Lancia, Packard.

В гидропневматическом и пневматическом подвиде независимой подвески на двойных поперечных рычагах роль упругих элементов играют пневматические баллоны или гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов. Пневматическую подвеску на двойных поперечных рычагах имели автомобили марок Mercedes-Benz, Austin, а гидропневматические подвески были распространены у моделей компании Citroen.

Преимущества независимой подвески на двойных поперечных рычагах выражаются в конструкционном и функциональном аспектах. Конструкция такой подвески уникальна тем, что все ее элементы могут крепиться к специальной поперечине, которая жестко вмонтирована в кузов или раму. Таким образом, при ремонте эту подвеску можно снять полностью как отдельный агрегат для ремонта или замены. Функциональное преимущество заключается в том, что выбирая определенную геометрию размещения рычагов, можно жестко задать любые необходимые установочные параметры подвески. Это способствует высокой степени управляемости автомобилем, из-за чего подвески с двойными поперечными рычагами зачастую используют в спортивных автомобилях.

Седьмой вид независимой подвески – «свечная». Она стала конструкционным предтечей подвески МакФерсона. В конструкции этого вида подвески применяется жесткая рама, на которую насажен поворотный кулак. Сверху он подпирается пружиной или рессорой. При наезде на препятствие поворотный кулак скользит по раме вверх и вниз, обеспечивая подрессоривание. Сегодня эту подвеску имеют только спортивные автомобили компании Morgan, наиболее широкой распространение такой вид имел в начале ХХ века. К плюсам этой подвески можно отнести простоту и компактность конструкции, небольшой вес, высокую надежность. К минусам – большие продольные колебания.

Восьмой вид независимой подвески – . В ее конструкции используются амортизационные стойки, а упругим элементом выступает витая пружина.

Устанавливается преимущественно на переднюю ось. Более подробно конструкцию, плюсы и минусы этой подвески мы рассмотрим в отдельном материале. Устанавливается подвеска МакФерсон на большинстве современных легковых автомобилей.

Девятый вид независимой (полузависимой) подвески – торсионно-рычажная, сочетающая в своей конструкции два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Этот вид подвески использовался на задней оси переднеприводных автомобилей. Разработали торсионно-рычажную подвеску в компании Audi, на моделях которой она устанавливалась в 1970-90-х годах.

Сегодня такую подвеску изредка используют на бюджетных моделях китайские компании. К преимуществам такой подвески относится их долговечность и надежность, относительная простота конструкции. К минусам – жесткость, что сказывается на комфорте пассажиров заднего ряда автомобиля, предрасположенность к кренам в повороте (из-за низкого расположения центра крена).

Она основывается на двух, обычно треугольных, вильчатых рычагах, которые и направляют движение колес. При этом ось качения рычагов параллельна продольной оси машины. Основными ее преимуществами являются:

• небольшая масса неподрессоренной части;
• минимальная потребность в пространстве;
• корректируемая управляемость автомобиля;
• совместимость с переднеприводными моделями.

Основным достоинством подвески такого типа является наличие возможности выбирать нужную геометрию расположения рычагов. Благодаря этому все главные установочные настройки подвески можно задать так жестко, как это необходимо. Например, высоту центров крена вдоль и поперек, изменение развала колес, а также колеи на ходах отбоя и сжатия и прочие. Еще одно достоинство независимой двухрычажной подвески – она чаще всего является отдельным агрегатом, крепящимся к кузову, поэтому может быть легко демонтирована в случае необходимости ее замены или ремонта.
Подвески с двумя поперечными рычагами часто устанавливаются на гоночные болиды и спорткары, причем спереди и сзади, потому что именно такие подвески имеют самую оптимальную схему с точки зрения управляемости автомобилем и кинематики.
Основной недостаток подвески такого типа – ее габариты. Из-за большой длины рычагов такая подвеска занимает значительную площадь багажного или моторного отделения автомобиля.

Независимая подвеска на продольных и косых рычагах

Запатентованная всемирно известной компанией Porsche, эта подвеска, в противоположность прочим, представлялась создателями как имеющая такое основное преимущество: ось такого типа прикреплялась к поперечной торсионной пружинной штанге. Это давало больше места, однако создавало и проблему, а именно – возникали реакции ощутимых поперечных колебаний автомобиля. Это неизбежно привело бы к утрате управляемости (этим отличился, к примеру, Ситроен 2CV).
Независимая подвеска на косых рычагах, по сути, является разновидностью подвески на продольных рычагах. В этой подвеске ось качания имеет диагональное расположение относительно продольной оси автомобиля и находится несколько под наклоном к центру кузова. Такая подвеска не годится для установки в переднеприводной автомобиль, но хорошо показала себя на моделях среднего класса с задним приводом..

На современных автомобилях почти не встречается уже крепление колес на продольных или косых рычагах, однако уже одно то, что подвеска такого типа использовалась в классическом варианте 911 модели Porshe, убедительно говорит в ее пользу.
Независимая подвеска с косыми рычагами при ее простоте имеет несовершенства. При ее работе происходит существенное изменение колесной базы, правда, без изменения колеи. На поворотах колеса наклоняются, как и сам кузов, и этот наклон гораздо существеннее, чем при использовании подвесок других конструкций. Применение косых рычагов, конечно, избавляет от тех проблем, которые несут продольные рычаги, но когда крены кузова перестают влиять на наклон колес, то начинает изменяться колея, а это уже подрывает управляемость автомобиля и стабильность движения.
Таким образом, достоинствами подвески с косыми рычагами можно считать ее простое устройство и невысокую стоимость, а также относительно небольшие размеры. К недостаткам же относится ее абсолютно неактуальная конструкция, которая при этом еще и далеко не совершенна.

Независимая подвеска на качающихся полуосях

Основным элементом конструкции такой подвески являются полуоси, прикрепленные на шарнирах к главной передаче с дифференциалом. На внешних концах полуосей имеется прочное сочленение с колесами. Роль упругих элементов в данном случае играют пружины или рессоры.
Особенность данной конструкции независимой подвески состоит в том, что наезжая на препятствие колесо остается всегда перпендикулярно размещенным относительно полуоси, а силы реакции дороги гасятся самими полуосями и их шарнирами. Некоторые разновидности подвески такого типа содержат продольные или поперечные рычаги в качестве гасителей сил реакции дороги.
Обычно такая подвеска устанавливалась на авто с задним приводом компаний Ford, Chevrolet и Mercedes-Benz в середине прошлого века (в СССР ее получил ЗАЗ). К достоинствам конструкции, несомненно, можно отнести ее простоту и небольшую стоимость ремонта и обслуживания. Весомым недостатком данного типа подвески служил риск потери управляемости из-за значительных колебаний колеи и развала колес при прохождении препятствий на дороге, что было особенно заметно на скорости выше 60 кмч.

Независимая подвеска на двойных поперечных рессорах

Такая конструкция, имеющая две поперечные рессоры, была предложена в качестве решения подвески для Chevrolet Corvette 1963 года от компании General Motors. Ранее на месте рессор использовались спиральные пружины. Через 20 лет, в 1985-м, первые выпуски Корветов снова получили подвеску с поперечными рессорами, уже пластиковыми. Вообще, данные конструкции так и не добились особой популярности, потому что в целом оказались не слишком удачными и встречается сейчас крайне редко.

Но на современном поколении данный тип подвески с двух рычажной схемой и поперечной рессорой из композитного материала дополнены управляемыми с помощью электроника амортизаторами.

Свечная независимая подвеска

Подвеской данного типа оснащались ранние модели – к примеру, в 1928 ее получила Lancia Lambda. В таких подвесках колесо и поворотный кулак двигаются вместе по вертикально направляющей внутри кожуха колеса. Внутри этой направляющей или снаружи смонтирована пружина. Стоит отметить, что данная конструкция не дает того положения колес, которое бы обеспечило оптимальный контакт с дорогой и нужную управляемость.
Среди достоинств свечной подвески можно выделить постоянство колеи и уменьшение общего веса автомобиля, а среди недостатков – быстрый износ направляющих частей.

Когда начинаешь искать информацию о том, что такое подвеска, и какая она в своей конструкции, выпадают заумные формулировки, которые не всегда удается понять с первого раза. Поэтому мы вывели свое собственное определение подвески – это набор механизмов, которые защищают всю верхнюю часть автомобиля от резких нагрузок, вызываемых неровностями дороги, и обеспечивают постоянный надежный контакт колес с дорогой.

Конструкция

Состоит подвеска из следующих элементов:

1. направляющий элемент;
2. упругий элемент;
3. гасящее устройство;
4. опора колеса;
5. поперечный стабилизатор.

Направляющий элемент удерживает колесо в заданном промежутке пространства, не позволяя ему болтаться в стороны относительно нормального состояния. Это разнообразные рычаги: сдвоенные, поперечные, продольные и им подобные.

Упругий элемент зачастую и называется подвеской. Он гасит все вибрации, возникающие на колесах, от дорожного покрытия и не позволяет вибрации распространяться по автомобилю дальше. Они делятся на металлические и неметаллические. Вторые – это всевозможные резиновые подушки. А первые – это рессоры, пружины и торсионы.

Два вида подвески

Подвеска бывает зависимой и независимой:

• Зависимая подвеска характеризуется тем, что колеса одного моста полностью зависимы друг от друга, то есть, скреплены друг с другом жесткой сцепкой. Это все значит, что лучше всего данный вид подвески можно наблюдать в самосвалах старых конструкций на заднем мосту (там виднее). Два колеса скреплены одним мостом. Когда одно колесо поднимается, другое под действием изменения положения моста, тоже меняет свое положение.
• Независимая подвеска работает совершенно иным способом. Тут уже каждое колесо полностью отвечает только за себя. То есть, если оно меняет свое положение, то это явление никак не затрагивает другие колеса подвески. Наиболее наглядный пример – это машины-багги.

Пружины в подвеске

Мы не станем рассматривать такое устройство рессорных упругих элементов, так как они сегодня используются очень редко и только на большегрузных автомобилях в задней подвеске или железнодорожных грузовых вагонах. Вместо этого мы рассмотрим пружинные элементы – их можно встретить практически на любой легковой машине.

Пружинные упругие элементы устанавливаются как в передней, так и в задней частях подвески. Они бывают двух видов:

• цилиндрические;
• бочкообразные.

Они различаются тем, что по-разному реагируют на разные неровности дороги. С цилиндрической все понятно и просто. Здесь используется пруток постоянного сечения, ширина и шаг витков пружины тоже одинаковы на всем протяжении пружины. Это обеспечивает полностью одинаковую упругость как в начале сжатия, так и в конце.

У бочкообразных пружин все сложнее: напряжение пружины динамически изменяется по мере ее сжатия. Это происходит потому, что она изготавливается из прутка переменного сечения. Витки в ней также имеют разный шаг и диаметр на всем протяжении. То есть, если в начале сжатия пружина поддается легко, то под конец для этого нужно приложить большее усилие. Это значит, что гасить энергию ударов от колес при преодолении больших неровностей им удается лучше, вместе с тем оставаясь комфортной для пассажиров.

Независимый тип подвески

В этом случае каждое колесо соединяется с остальной подвеской подвижными соединениями и гасителями ударов. Это значит, что нагрузки на подвеску значительно снижаются.

Независимая подвеска автомобиля бывает двух типов:

• рычажная;
• подвеска Макферсона.

Устройство рычажного типа подвески в качестве направляющего устройства использует рычаг или систему рычагов. Они бывают одно- и двухрычажные. В зависимости от того, как именно расположен рычаг, бывают продольно-, поперечно- и диагонально-рычажные системы.

Подвеска Макферсона характеризуется наличием амортизационной стойки. Она бывает только однорычажной. Главное ее преимущество перед рычажной подвеской – ее небольшие размеры и возможность более гладко отрабатывать неровности дороги.

В независимой подвеске применен довольно простой, но действенный ход, который позволяет значительно повысить комфорт езды по ровным поверхностям. Пружины здесь расположены под углом к колесу. За счет этого на пружину во время поворота воздействуют меньшие силы, соответственно, машина не заваливается набок, когда выполняются маневры.

Также, передняя, как и задний тип независимой подвески, имеет два амортизатора. Они устанавливаются под углом к вертикальной оси колес. Служат амортизаторы для того, чтобы еще больше снизить вертикальные нагрузки и вибрации.

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 же выбрать?

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что независимая подвеска – верх мечтаний. Однако же тут следует учитывать, что независимая подвеска – это более «дорожный» вариант. Дело в том, что она лучше показывает себя именно на дорожном покрытии с небольшими перепадами полотна. Да и современные производители откровенно халтурят, устанавливая недостаточно сильные амортизаторы и пружины. Это приводит к тому, что клиренс вполне может быть меньше заявленного. Значит, автомобиль с такой подвеской начнет «оседать» под меньшим количеством груза.

Но и сказать, что зависимая подвеска лучше, тоже нельзя. Да, она лучше показывает себя на плохой дороге, отрабатывая большие перепады на дороге или бездорожье. К тому же, она прочнее.

Полузависимая подвеска – это некий компромисс. Но она уже мало где используется.

Подведем итоги

В итоге получаем, что заднюю подвеску для городского и дорожного легкового автомобиля лучше выбрать независимую, в то время, когда для большегрузных машин и тех, которым предстоит ездить по бездорожью, лучше выбирать с зависимой задней подвеской.

Прогресс постепенно стирает разницу между различными конструктивными решениями. Достаточный уровень комфорта и безопасности водителю обеспечен в любом случае. Но характер автомобилей во многом все равно зависит именно от того, как реализованы те или иные узлы. Сегодня разговор пойдет о сравнении независимой многорычажной и полузависимой подвески, так называемой подвески со скручиваемой балкой, и об области применения различных технических решений.

Подвески автомобилей бывают зависимые и независимые. Но в отношении одной из самых массовых конструкций классификация начинает сбоить. Подвеска со скручиваемой балкой в спецификациях на любой автомобиль указывается как независимая, но ее второе название — полузависимая — подсказывает: что--то тут не так. Порой встречается мнение, что это не настоящая независимая подвеска и что она априори уступает настоящим независимым по комфорту и управляемости. Попробуем разобраться, в чем дело.

К середине XX века практика автомобилестроения смогла сформулировать основные требования к эластокинематике подвесок не-управляемых колес. Во‑первых, требовалось минимальное изменение колеи при ходах сжатия и отбоя. Также при ходе подвески продольные углы установки подвески должны были оставаться неизменными или меняться по заданному конструктором правилу (обычно требовалось отрицательное схождение при любом ходе). И при ходе сжатия развал относительно уровня поверхности должен оставаться неизменным либо меняться в сторону отрицательного.

Самая распространенная на тот момент зависимая подвеска задних колес обеспечивала только постоянный нулевой угол развала, а углы схождения менялись по сложному правилу в зависимости от конструкции крепления моста. На неровностях и при движении по дорогам со сложным профилем она не давала оптимального пятна сцепления, вызывая перекосы оси с изменением колеи. И к тому же неподрессоренные массы при зависимой подвеске ведущих колес были слишком велики, а подвеска типа «Де Дион» при меньшей неподрессоренной массе занимала избыточный объем.

На Smart используется хитрая схема задней подвески типа «Де Дион». Только она смогла обеспечить необходимую устойчивость и комфорт при столь компактных габаритах

Независимые подвески обеспечивали намного лучшее использование внутреннего объема машин, но не все они выдавали оптимальное изменение геометрии подвески на ходу. Такие конструктивно простые варианты, как подвеска на продольных рычагах и подвеска с качающимся рычагом, оказались по эластокинематике даже хуже зависимой подвески. А очень распространенный в передних подвесках макферсон для задней подходит плохо.

У подвески на продольных рычагах угол развала при крене машины увеличивался, что ухудшало сцепление нагруженного колеса в повороте, а схождение оставалось практически неизменным, с минимальным положительным значением за счет податливости элементов подвески. Подвеска с качающимся поперечным рычагом, как на ЗАЗе, вообще оказалась откровенно опасной: развал не просто изменялся при ходе сжатия, он менялся в очень широких пределах в зависимости от нагрузки машины. И схождение у этого типа подвески также сильно менялось в процессе движения, причем не в оптимальную сторону.

Более конструктивно удачными оказались два варианта исполнения задней подвески. Наиболее совершенная по кинематике — подвеска на двойных поперечных рычагах . Подвеска на диагональных рычагах заметно ей уступала по характеристикам, но зато конструктивно была значительно проще и надежнее.

Подвеска с диагональным рычагом по конструкции максимально проста. Один рычаг установлен под углом 15-25 градусов к оси движения машины. За счет поворота оси рычага в двух плоскостях можно задать почти оптимальные параметры изменения геометрии подвески в небольшом диапазоне ходов сжатия. А если применять дополнительную реактивную тягу для изменения развала, то кинематика становится еще лучше. Так делали, например, на BMW 80‑х до E34 включительно. И при этом все максимально просто и технологично, всего два несущих сайлент-блока, цена и объем конструкции — минимальные.

Подвеска на двойных поперечных рычагах была более сложной и объемной. И к тому же — до массового внедрения надежных сайлент-блоков и шаровых шарниров — еще и не особенно надежной и требовательной в обслуживании. Но в спорте ее возможности сразу оценили по достоинству. Этот тип подвески позволяет задать кинематику движения колеса с большой точностью. Можно «запрограммировать» любое поведение подвески в зависимости от хода сжатия и направления приложения нагрузки за счет эластокинематики упругих элементов и геометрии рычагов.

Многорычажная подвеска — результат эволюции этих двух вариантов подвесок. Классическая многорычажная подвеска — это, например, задняя подвеска Mercedes в кузове W201, которая применялась компанией на протяжении почти 20 лет. Пять рычагов подвески задают сложную траекторию движения колеса, позволяя придать заднеприводной машине оптимальную управляемость.

Четыре рычага геометрически соответствуют двум сдвоенным рычагам подвески на двойных поперечных рычагах, а еще один помогает программировать эластокинематику. Другой очень распространенный вариант многорычажной подвески эволюционно восходит к подвеске на диагональном рычаге. Тут рычагов может быть меньше — всего три. Несущий диагональный рычаг дополнен двумя или более поперечными рычагами. Эта конструкция тоже позволяет задать сложную кинематику движения колеса в любых условиях. Оба варианта подвесок обеспечивают отличные возможности по настройке управляемости для машин.

Четырехрычажная подвеска

Пятирычажные подвески применяются в основном на заднеприводных машинах, требования к подвеске у которых выше, а трехрычажные — как правило, на переднеприводных. Но исключений хватает: так, на машинах BMW часто используют варианты, основанные на диагональном несущем рычаге именно с тремя рычагами. И вряд ли кто скажет, что у BMW в кузове E46 управляемость не отличная.

Подвеска со скручиваемой балкой появилась на машинах VW Golf в далеком 1974 году как вариант самой недорогой независимой подвески. Конструктивно это почти неразрезной мост, но даже лучше, потому что это единая деталь, которая мало того что обеспечивает независимые ходы подвески, но и сама по себе является стабилизатором поперечной устойчивости и направляющей конструкцией. Практически инженерный шедевр.

Основная особенность этого типа подвески в том, что тут сама балка, которая служит и торсионом, и рычагами, в сборе имеет высокую степень податливости. Другими словами, она гибкая. И в зависимости от расположения точек крепления, поперечной скручиваемой балки, жесткости продольных рычагов и положения опор пружин и амортизаторов можно задавать эластокинематику в широких пределах.

Балочная подвеска Ford Fiesta

Чистая кинематика подвески далеко не идеальна. При ходе сжатия большинство конструктивных вариантов подвески изменяют развал в сторону отрицательного, что неплохо, но схождение остается неизменным. На помощь приходит такая особенность, как податливость рычагов на кручение относительно точек крепления подвески и расположения их оси вращения. И получается, что по возможностям задать изменение углов установки колес этот тип подвески приближается к многорычажным. Вот только есть два существенных «но».

У многорычажных подвесок рычаги условно жесткие, эластичными являются только их сайлент-блоки. И кинематика подвески зависит в основном от взаимного расположения элементов. У подвески со скручиваемой балкой конструкция гибкая, что делает возможным задавать кинематику движения колес. Такая конструкция работоспособ-на в сравнительно небольшом диапазоне изменения нагрузки и перегрузок.

При увеличении массы кузова автомобиля или полезной нагрузки становится все сложнее обеспечить требуемую эластокинематику балки. Дополнительный негативный фактор — еще одна особенность конструкции: поперечная часть балки является одновременно и стабилизатором поперечной устойчивости, задающей коэффициент независимости подвески, и конструктивным элементом, определяющим поперечную жесткость конструкции. Иными словами, с ростом массы сложно оптимизировать разумное соотношение между угловой жесткостью балки и податливостью рычагов в поперечном направлении. Сохранить простоту подвески в таких условиях непросто. Пока единственным недорогим способом увеличить нагрузку или улучшить комфорт остается установка механизма Уатта, частично разгружающего рычаг от поперечных сил.

Для машин до С и даже D‑класса включительно получается неплохая альтернатива многорычажной подвеске, не сильно уступающая ей по кинематике, а значит, и управляемости, зато куда более простая и дешевая. Но с ростом массы автомобиля все более серьезными становятся компромиссы между комфортом и управляемостью. На данный момент граница применяемости и обоснованной востребованности у легковушек проходит где--то на границе С‑класса.