Ходовая часть автомобиля

 

Различают следующие виды независимых подвесок:

• подвеска на двойных поперечных рычагах;
• подвеска МакФерсон;
• многорычажная подвеска;
• подвеска на продольных рычагах;
• торсионная подвеска.

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.

 

 

Наибольшее распространение на легковых автомобилях получили следующие  виды подвесок:

• на передней оси – подвеска МакФерсон;
• на задней оси – многорычажная подвеска.

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Подвеска МакФерсон (McPherson) является самым распространенным видом независимой подвески, который применяется на передней оси автомобиля. По своей конструкции подвеска МакФерсон является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Благодаря компактности конструкции  подвеска McPherson широко используется на переднеприводных легковых автомобилях, так как позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве. К другим преимуществам данного типа подвески относятся простота конструкции, а также большой ход подвески, препятствующий пробоям.

Вместе с тем, конструктивные особенности  подвески (шарнирное крепление амортизаторной стойки, большой ход) приводят к значительному  изменению развала колес (угла наклона  колеса к вертикальной плоскости). По этой причине данный тип подвески не применяется на спортивных автомобилях  и автомобилях премиум-класса.

Подвеска МакФерсон имеет следующее устройство:

• подрамник;
• поперечный рычаг;
• поворотный кулак;
• амортизаторная стойка;
• стабилизатор поперечной устойчивости.

 

 

 

 

 

 

 

Схема подвески МакФерсон

 

1. шаровая опора;
2. ступица;
3. тормозной диск;
4. защитный кожух;
5. поворотный рычаг;
6. нижняя опорная чашка;
7. пружина подвески;
8. защитный чехол телескопической стойки;
9. буфер сжатия;
10. верхняя опорная чашка;
11. подшипник верхней опоры;
12. верхняя опора стойки;
13. гайка штока;
14. шток;
15. опора буфера сжатия;
16. телескопическая стойка;
17. гайка;
18. эксцентриковый болт;
19. поворотный кулак;
20. вал привода переднего колеса;
21. защитный чехол шарнира;
22. наружный шарнир вала;
23. нижний рычаг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подрамник является несущим элементом подвески. Он крепится к кузову автомобиля с помощью резинометаллических опор – сайлентблоков. Применение резинометаллических элементов в конструкции подвески позволяют уменьшить вибрации и снизить шум. На некоторых автомоблиях предусмотрено жесткое крепление подрамника к кузову. К подрамнику крепятся опоры поперечного рычага, стабилизатор поперечной устойчивости, устанавливается рулевой механизм.

 

На  подрамник с двух сторон крепятся поперечные рычаги (рычаг правого и левого колес). Каждый поперечный рычаг соединяется с подрамником в двух местах с помощью резиновых втулок. Двойное крепление рычага обеспечивает необходимую жесткость в продольном направлении. Другим концом поперечный рычаг через шаровую опору соединен с поворотным кулаком.

 

Поворотный кулак обеспечивает поворот колеса за счет шарнирного соединения с рулевой тягой. В верхней части поворотный кулак поворотный кулак закреплен на амортизаторной стойке с помощью клеммового соединения. В нижней части кулак соединен с поперечным рычагом. Дополнительным рычагом выступает наконечник рулевого механизма, соединенный с поворотным кулаком шаровой опорой. В поворотном кулаке размещены подшипниковый узел и тормозной суппорт. Подшипниковый узел включает ступицу колеса и ступичный подшипник.

 

Амортизаторная стойка объединяет упругий элемент (пружину) и амортизатор. Металлическая пружина расположена соосно с амортизатором и закреплена на стойке. Для изменения линейной характеристики упругости пружины соосно с ней устанавливается буфер сжатия. В нижней части стойка соединена с поворотным кулаком. В верхней части она крепится к брызговику крыла с помощью резиновой втулки.

 

Стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает снижение боковых кренов автомобиля. Стабилизатор устанавливается в подрамнике посредством двух опор. Концы стабилизатора соединены с амортизаторными стойками с помощью соединительных штанг (стоек) с шарнирными наконечниками.

2.2.3. Многорычажная подвеска

Многорычажная подвеска (Multilink) в настоящее время является самым распространенным видом подвески, который применяется на задней оси легкового автомобиля. Многорычажная подвеска устанавливается как на переднеприводные, так и на заднеприводные автомобили.

 

 

Данный тип подвески используется также на передней оси автомобиля, например на некоторых моделях автомобилей  Audi.

Основными преимуществами многорычажной  подвески, обусловленными ее конструкцией, являются высокая плавность хода, низкий уровень шума, лучшая управляемость. Вместе с тем, подвеска достаточно дорога и сложна в изготовлении и установке.

Многорычажная подвеска является дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах. Если каждый из поперечных рычагов  разделить на две части (два отдельных  рычага) получиться простейшая многорычажная  подвеска.

 В многорычажной подвеске для крепления ступицы колеса используется не менее четырех рычагов, что обеспечивает независимую продольную и поперечную регулировки колеса. В современных конструкциях многорычажных подвесок наряду с поперечными рычагами используются продольные рычаги.

Многорычажная подвеска имеет следующее устройство:

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

Схема многорычажной подвески

1. подрамник;

2. стабилизатор поперечной устойчивости;
3. стойка стабилизатора поперечной устойчивости;
4. продолный рычаг;
5. ступица колеса;
6. верхний поперечный рычаг;
7. передний нижний поперечный рычаг;
8. задний нижний поперечный рычаг;
9. корпус опоры колеса;
10. амортизатор;
11. винтовая пружина;
12. узел регулировки схождения.

 

 

 

Подрамник является несущим элементом подвески. К подрамнику через резинометаллические втулки крепятся поперечные рычаги.

Поперечные рычаги соединены со ступичной опорой и обеспечивают ее положение в поперечной плоскости. В конструкции подвески может использоваться от трех до пяти поперечных рычагов. Стандартная конструкция многорычажной подвески включает три поперечных рычага:

• верхний;
• передний нижний;
• задний нижний.

Верхний рычаг служит для передачи поперечных усилий и связывает корпус опоры колеса с подрамником. Передний нижний рычаг определяет схождение колеса. Задний нижний рычаг воспринимает вес кузова, который передается на рычаг через пружину.

Продольный рычаг выполняет функцию ведения колеса в продольном направлении. Продольный рычаг с помощью опоры крепится к кузову автомобиля. С другой стороны рычаг соединен со ступичной опорой. На каждое из колес приходится свой продольный рычаг.

Ступичная опора (корпус опоры колеса) является основанием для размещения ступичного подшипника и крепления колеса. Подшипник закрепляется на опоре болтом.

Для восприятия нагрузок в подвеске установлена винтовая пружина. Пружина опирается на задний нижний поперечный рычаг.

Амортизатор обычно расположен отдельно от пружины. Он соединен со ступичной опорой.

В конструкции многорычажной подвески используется стабилизатор поперечной устойчивости, который снижает крены кузова автомобиля при прохождении поворотов и обеспечивает необходимое сцепление задних колес с дорогой. Штанга стабилизатора закрепляется с помощью резиновых опор на подрамнике. Специальные тяги обеспечивают соединение штанги со ступичными опорами.

На некоторых дорогих внедорожных автомобилях устанавливается пневматическая подвеска, в которой используются пневматические упругие элементы. Особое место в конструкции подвесок занимает гидропневматическая подвеска, разработанная фирмой Citroen. Конструкция пневматической и гидропневматической подвески построена на известных типах подвесок.

 

 

 

Гидропневматическая подвеска

Гидропневматическая подвеска – вид подвески, в котором используются гидропневматические упругие элементы. В конструкции современной гидропневматической подвески предусмотрено автоматическое изменение характеристик, т.е. она является активной подвеской.

Впервые гидропневматическая  подвеска была применена на автомобилях Citroen в 1954 году. В настоящее время на автомобилях Citroen устанавливается гидропневматическая подвеска Hydroactive третьего поколения. Гидропневматическая подвеска применяется также на автомобилях Mercedes, Rolls-Royce и др.

Основными преимуществами гидропневматической  подвески являются высокая плавность  хода, возможность регулировки положения  кузова относительно дорожного покрытия, эффективное гашение колебаний, адаптация к стилю вождения конкретного  человека. Сложность и высокая  стоимость являются сдерживающими  факторами широкого применения данного  типа подвески.

Гидропневматическая подвеска используется совместно с другими типами подвесок. Так, на автомобиле Citroen C5 гидропневматическая подвеска на передней оси интегрирована с подвеской МакФерсон, а на задней оси с многорычажной подвеской . 
Гидропневматическая подвеска имеет следующее устройство:

• гидропневматические упругие элементы;
• гидравлические цилиндры;
• амортизаторные клапаны;
• регуляторы жесткости;
• регуляторы положения кузова;
• электромагнитный клапан;
• предохранительный клапан-распределитель;
• система управления.