Подвеска автомобиля: виды, устройство и принцип работы

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 шины колеса 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.

Устройство подвески автомобиля

Конструкция включает следующие элементы:

• Упругие устройства. Принимают на себя нагрузки от дорожного полотна во время движения по кочкам, ухабам, минимизируют динамические нагрузки, вертикальные ускорения, смягчают удары, уберегают от «копирования» дорожных неровностей кузовом, отпружинивают толчки, обеспечивают транспортному средству плавную езду (оптимальный вариант – колебания 1 — 1,3 Гц). Популярные упругие элементы – витые пружины, торсионы.
• Демпфирующие элементы. Представлены всевозможными видами амортизаторов – пневматическими, газомасляными, масляными, магнитными. Поглощают тряску, не дают удару пройти к кузову авто.
• Направляющие. Обеспечивают корректное положение колесной базы при совершении маневров во время движения по прямой траектории и при поворотах. Роль направляющих выполняют рычаги, поперечные тяги.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Предохраняет авто от заваливания набок на поворотах.
• Крепления для амортизаторов, рычагов, стабилизатора поперечной устойчивости. Упругие вставки гасят вибрации и колебания, передаваемые в самой ПА от одного узла к другому. Если вставка сделана из полиуретана, то это хорошее условие, обеспечивающее профилактику для всей подвески от «выжимания» и нежелательной деформации.
• Шаровые опоры. Связывают рычаг ПА со ступицей (центральной вращающейся частью) колеса. Если в непорядке шаровая опора, то во время движения колеса могут начать выворачиваться наружу, а сама машина начнёт заваливаться на одно из крыльев.
• Сайлентблоки. Втулки из металла с резиновой или полиуретановой вставкой, образующие шарниры.

На упругих элементах, входящие в схему подвески автомобиля, остановимся наиболее подробно.

Витые пружины

Главная задача пружин – поддержка веса транспортного средства, гашение вибраций и ударов от дорожного полотна, сохранение надлежащего дорожного просвета.

Стандартные пружины средней жёсткости ставятся на городские легковые автомобили. 

Усиленные пружины с высокой жесткостью – элементы задней подвески автомобиля. Их активно монтируют на транспортные средства, у которых на заднюю ось приходятся заметные весовые нагрузки. Это грузовики, легковые авто с прицепом. 

На некоторые транспортные средства могут ставиться пружины с переменным сечением прута – с переменной жесткостью. Благодаря ним автомобиль легко  адаптируется  к любой дорожной ситуации.

Большинство пружин изготавливается в печах из прутков из рессорно-пружинной, торсионной стали. При деформации материал способен возвратиться в исходное положение. Пружины делают из прутков круглого сечения. Могут быть бочкообразными, коническими, цилиндрическими.  Для гоночных авто выпускают пружины из углепластика.

Торсионы

Представляют собой металлические упругие стержни круглого сечения. Имеют на концах шлицевое соединение. Отлично работают на скручивание. Обеспечивают упругую связь между колесом и кузовом при перемещении колес.

Чаще всего монтируются на независимых подвесках  у многоосных транспортных средств. Крепятся одним концом к кузову, другим – к рычагу.

Торсионы – распространённые компоненты передней ПА у рамных внедорожников и грузопассажирских фургонов RENAULT KANGOO, Iveco Daily, MERCEDES-BENZ.

Рессоры

Рессоры – упругие элементы ПА из металла. Эффективны для передачи нагрузки от кузова к ходовой (колесам, гусеницам). Могут быть однолистовыми и многолистовыми.

Одни из самых первых типов упругих элементов ПА. Изначально активно присутствовали и на легковом, и на грузовом транспорте. В странах СНГ рессоры в составе подвески хорошо знакомы владельцам машин «Москвич», «Волга».

Сейчас рессоры ставятся на коммерческий транспорт, преимущественно тяжёлые грузовики, строительную спецтехнику с двумя задними мостами.

Отказ от рессор у производителей легковых авто и интерес к ним со стороны производителей тяжёлого транспорта вызван тем, что главный недостаток большинства рессор – невозможность обеспечить плавный ход на хорошем полотне (это связано с высоким трением в самих компонентах устройства данного типа) , при этом это наиболее надёжное решение, когда нужно удержать кузов гружёной машины на заданной высоте, обеспечить тяжёлому грузовому транспорту безопасность движения.

И пока одни производители говорят, что рессоры уходят в прошлое, другие удивляются новыми решениями: рессорами с графитовым покрытием (существенно снижается трение), дробеструйным упрочнением.

Классификация подвесок

В основном подвески подразделяются на два больших типа: зависимые и независимые. Данная классификация определяется кинематической схемой направляющего устройства подвески.

Зависимая подвеска

Колеса жестко связаны посредством балки или неразрезного моста. Вертикальное положение пары колес относительно общей оси не изменяется, передние колеса – поворотные. Устройство задней подвески аналогичное. Бывает рессорная, пружинная или пневматическая. В случае установки пружин или пневмобаллонов необходимо применение специальных тяг для фиксирования мостов от перемещения.

Отличия зависимой и независимой подвески

Плюсы:

• простая и надежная в эксплуатации;
• высокая грузоподъемность.

Минусы:

• плохая управляемость;
• плохая устойчивость на больших скоростях;
• меньшая комфортабельность.

Независимая подвеска

Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.

Плюсы:

• хорошая управляемость;
• хорошая устойчивость автомобиля;
• большая комфортабельность.

Минусы:

• более дорогая и сложная конструкция;
• меньшая надежность при эксплуатации.

Полузависимая подвеска или торсионная балка – это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.

Виды независимых подвесок

Теоретически лучшей подвеской можно считать независимую. Однако над её прочностью, точностью траекторий и стоимостью много работали, что привело к многообразию конкретных технических решений и патентов.

МакФерсон

Появление этой самой популярной сейчас подвески способствовало желание конструкторов создать наиболее компактный, лёгкий и недорогой вариант.

В результате появилась подвеска свечного типа, где один узел, совмещающий упругие, демпфирующие и частично направляющие функции, получил название стойки МакФерсона по имени разработчика окончательного варианта.

Стойка представляет собой телескопическую свечу, внутри которой расположен амортизатор, с надетой на него пружиной подвески. Жёсткая в поперечном направлении конструкция позволила избавиться от верхнего рычага.

Достаточно укрепить её нижнюю часть рычагом или двумя растяжками с шарнирами. Сложно придумать что-то более простое и компактное. Однако пришлось решить ряд технологических вопросов, с чем успешно справились.

Недостатки в виде повышенного трения и нечёткой траектории не помешали применять её сейчас на большинстве легковых автомобилей, к которым не предъявляется завышенных требований по управляемости.

Двухрычажная

Иначе её называют параллелограммной. Состоит из верхнего и нижнего треугольных рычагов, к которым через шаровые опоры или шкворни крепится кулак со ступицей.

За счёт образованного конструкцией параллелограмма углы наклона колеса при работе подвески почти не изменяются, что позволяет точно удерживать оптимальный контакт колеса с дорогой.

Прочность данного типа и хорошие характеристики управляемости делают такую подвеску уместной на очень многих автомобилях, включая внедорожники, спорткары и представительский класс.

Расплатой становятся некоторая сложность, большой занимаемый объём и количество шарниров, в роли которых могут выступать жёсткие шаровые опоры или мягкие резинометаллические сайлентблоки.

Многорычажная

Хорошим дополнением к независимой подвеске может стать возможность запрограммированного изменения углов установки колёс. Это достигается сложной траекторией колеса, что возможно при использовании нескольких рычагов, от трёх до пяти на каждое колесо.

Возникают разные эффекты, как адаптация развала при ходах подвески, так и пассивное подруливание оси. Хорошо настроенная «многорычажка» обеспечивает машине отточенную управляемость при сохранении высокой плавности хода.

Недостатки те же – сложность, цена, частое обслуживание, трудности с компоновкой.

Пневматическая

Работа пневматической подвески

» data-image-description=»» data-image-title=»пневмоподвеска» aperture?:?0?,?credit?:??,?camera?:??,?caption?:??,?created_timestamp?:?0?,?copyright?:??,?focal_length?:?0?,?iso?:?0?,?shutter_speed?:?0?,?title?:??,?orientation?:?0?}?=»» data-image-meta=»{» data-comments-opened=»1″ data-orig-size=»320,180″ data-orig-file=»https://i0.wp.com/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/09/пневмоподвеска.gif?fit=320%2C180&ssl=1″ data-permalink=»https://vaznetaz.ru/podveska-avtomobilya/attachment/pnevmopodveska» data-attachment-id=»9980″>
Работа пневматической подвески

» data-image-description=»» data-image-title=»пневмоподвеска» aperture?:?0?,?credit?:??,?camera?:??,?caption?:??,?created_timestamp?:?0?,?copyright?:??,?focal_length?:?0?,?iso?:?0?,?shutter_speed?:?0?,?title?:??,?orientation?:?0?}?=»» data-image-meta=»{» data-comments-opened=»1″ data-orig-size=»320,180″ data-orig-file=»https://i0.wp.com/vaznetaz.ru/wp-content/uploads/2019/09/пневмоподвеска.gif?fit=320%2C180&ssl=1″ data-permalink=»https://vaznetaz.ru/podveska-avtomobilya/attachment/pnevmopodveska» data-attachment-id=»9980″>
Работа пневматической подвески

Она перекочевала в легковые автомобили с тяжелого транспорта. Вместо металлических пружин в ней используются баллоны со сжатым воздухом, которые накачиваются до определенного давления. Давление в баллонах может быть разным, в результате меняются и характеристики подвески. Ставят ее на люксовые автомобили в качестве дополнительной опции.

Гидравлическая

Если добавить к пневмобаллону отделённую мембраной полость с закачиваемой туда жидкостью, то становится возможным объединить в одном блоке амортизаторы, пневмоподвеску и возможность расширенного регулирования характеристик.

Это позволит изменять клиренс, исключать клевки кузова, менять жёсткость и точно отслеживать все неровности. Конструкция получается настолько же эффективной, насколько дорогой, ненадёжной и сложной в эксплуатации.

Применяется редко и только на премиальных или достаточно экзотических автомобилях.

Спортивная

В зависимости от категории автоспорта спортивной может быть любая подвеска. От внедорожной с огромными ходами до шоссейно-кольцевой, где перемещение колёс измеряется миллиметрами.

Тип push-rod и pull-rod

Типично гоночные разновидности подвесок, где упругие элементы сосредоточены в центре кузова, а усилие на них передаётся через тянущие (pull) или толкающие (push) штанги. Сам направляющий аппарат обычно двухрычажного типа.

Решаются очень специфические задачи, стоящие перед конструкторами гоночных «формул», то есть машин с открытыми колёсами. Там просто негде ставить обычные пружины с аэродинамической или компоновочной точек зрения. Какой тип штанги лучше – не знает никто, сами конструкторы иногда раз в несколько лет меняют своё мнение.

Ход подвески

Ходом подвески принято считать промежуток от нижнего положения колеса в свободном состоянии до верхнего критического положения при максимальном сжатии подвески. От этого параметра во многом зависит так называемая «внедорожность» машины.

То есть, чем больше ход, тем большую по размеру неровность способна пройти машина без ударов по ограничителю, а также без провиса ведущего моста.

Устройство передней подвески и задняя подвеска современных автомобилей

Как видно, передняя подвеска и задняя подвеска на разных авто может отличаться. Если отбросить старые машины, сегодня в автомобилестроении для легковых авто используют такие схемы:

• полностью независимая подвеска всех колес;
• независимая подвеска спереди и полунезависимая сзади;

Отметим, что второй вариант ставится на бюджетные авто и машины среднего класса. Что касается авто с независимой подвеской и самих независимых подвесок, они также могут быть представлены следующими вариантами:

• подвеска МакФерсон;
• подвеска с двойными поперечными рычагами;
• подвеска на продольных рычагах;
• многорычажная подвеска;
• независимая торсионная подвеска.

Как правило, для задней подвески автомобиля применяется  подвеска на продольных рычагах. Другие виды подвесок можно ставить как на переднюю, так и на заднюю ось. При этом на легковых автомобилях с независимой подвеской чаще всего на передней оси стоит подвеска МакФерсон, а на задней оси ставится многорычажная подвеска.

Еще отметим, что на внедорожниках и автомобилях класса «люкс» может стоять пневматическая подвеска (пневмоподвеска с пневматическими упругими элементами). Также встречается и гидропневматическая подвеска, которая также считается обособленным вариантом.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что означает маркировка дисков и расшифровка их обозначений. Из этой статьи вы узнаете, какие параметры зашифрованы в маркировке диска автомобиля, а также на что обращать внимание при расшифровке маркировки колесных дисков автомобиля при их выборе.

Так или иначе, но конструкция пневмо и гидропневмоподвески все равно в основе имеет рассмотренные выше типы известных подвесок. Разница заключается только в отдельных узлах и в устройстве ряда упругих элементов.

Напоследок отметим, что еще на автомобили  может быть установлена активная подвеска или  адаптивная подвеска. Как правило, это совокупность имеющихся решений. В такой подвеске реализовано автоматическое регулирование жесткости амортизаторов, зачастую имеется возможность менять дорожный просвет и т.д.

В результате автомобиль «подстраивается» под конкретные условия, позволяя обеспечить необходимую жесткость подвески и устойчивость для езды на высокой скорости, а также максимальный комфорт  на плохих дорогах. Решения достаточно дорогие и сложные в техническом плане. По этой причине активная и адаптивная подвеска ставится только на автомобили высокого класса.

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.

Подвески грузовиков

Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.

Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.

Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.

Обслуживание подвески автомобиля

На вопрос «как часто нужно лезть под автомобиль и обслуживать подвеску?» точного ответа дать никто не может. Всё зависит от уровня и качества эксплуатации автомобиля. При должном характере езды, и бережном отношении к автомобилю особой надобности в этом нет. Однако, как это часто бывает, в процессе езды по нашим дорогом не ровен час появится характерный звук, или наличие «проседаний» автомобиля в одну из сторон. В таком случае, необходимо как можно раньше обратиться за услугами профессиональной мастерской, или самому убедиться в наличии или отсутствии проблемы.

Однако, будьте аккуратны с заменой оборудования и деталей в конструкции подвески. На первый взгляд, может показаться, что ничего сложного ремонт и замена не представляет. Тем не менее, качественно и удачно заменить деталь, в иногда тяжелом механизме, может далеко не каждый автолюбитель. Частой проблемой таких «горе-замен» является наличие «покачиваний», крена при поворотах в одну из сторон, появление ухудшенной управляемости автомобилем.

Пять признаков того, что пришло время проверить подвеску

Увеличилась жесткость во время езды

Если во время вождения вы начинаете чувствовать, что при каждом небольшом ударе по дороге ощущаются жесткие толчки в кузов, это означает, что с амортизаторами появились проблемы .

Машину «стягивает» на повороте

С подвеской не все в порядке, если вы чувствуете, что автомобиль «стягивает» на поворотах. Это означает, что амортизаторы больше не могут поддерживать стабильность кузова автомобиля во время центробежных нагрузок, образующихся при прохождении виража. Это увеличивает риск потери контроля и опрокидывания.

Авто «ныряет с носом»

Когда амортизаторы изнашиваются, при нажатии на тормоза машина останавливается, чрезмерно наклоняясь вперед. Это довольно опасно, так как из-за раскачивания усложняется процесс управления автомобилем, что может привести к ДТП.

Неравномерный износ шин

Если вы заметили, что одна из шин изношена больше, чем другие, это обычно является признаком неправильной работы подвески автомобиля. Также это происходит при нарушении развала-схождения или балансировки колесных дисков.

Под машиной появились масляные пятна

Если вы обнаружили жирные пятна на асфальте под вашим автомобилем, это может указывать на неисправность подвески и проблемы с амортизаторами. Однако этот фактор не является обязательным. О других причинах утечки масла можно прочитать здесь.