Одним из основных элементов автомобиля является его подвеска. Она является связующим звеном между кузовом или рамой автомобиля и дорогой. За время развития автомобильной промышленности подвеска претерпела множество конструктивных изменений, направленных на улучшение управляемости машиной и комфорта для пассажиров. Сегодня мы расскажем о существующих видах подвесок, и о том, какие функции они выполняют.

История изобретения подвески

Первым автомобилям «повезло», что у них были предшественники в виде карет. Именно на этих повозках, движущей силой которых были лошади, а затем – паровые двигатели, инженеры совершенствовали конструкции, которые через много лет «перекочевали» на машины. Уже на первых автомобилях появилась рессорная подвеска, которая выполняла несколько довольно важных функций. Во-первых, она связывала кузов машины с дорогой. Во-вторых, подвеска обеспечивала передачу через колеса сил от дороги на несущую систему. И, наконец, в-третьих, она отвечает за плавность движения автомобиля, а также регулирует необходимое перемещение колес относительно кузова машины.

Подвески, которые были «унаследованы» от карет, имели рессорное строение и относились к классу зависимых – то есть, оба колеса на одной оси имели жесткую связку между собой, что отражалось на плавности движения не самым лучшим образом. Затем из конструкции подвесок инженеры начали изымать рессоры, и добавлять рычаги. Но сама конструкция при этом оставалась зависимой. Впрочем, рычажная подвеска уже отличалась более прогрессивными характеристиками, что не преминуло сказаться на плавности хода автомобилей. Настоящий комфорт водители почувствовали, когда автомобильные конструкторы изобрели независимую подвеску, в которой оба колеса одной оси не были жестко связаны между собой. Вершиной эволюции подвесок стала так называемая активная конструкция, при которой водитель или бортовой компьютер автомобиля может изменять параметры подвески в зависимости от скорости движения автомобиля и качества дорожного покрытия.

Устройство и основные параметры подвесок

Подвеска представляет собой сложную конструкцию, в которой выделяют три группы деталей. Первая группа – упругие элементы, воспринимающие и передающие адекватные силы реакции дорожного покрытия, которые возникают, когда колеса машины наезжают на разного рода препятствия. Вторая группа – направляюще элементы, передающие боковые и продольные силы и их моменты, а также определяют характер перемещения колес и их связи друг с другом и с рамой или кузовом. Третья группа – амортизаторы, детали подвески, отвечающие за поглощение колебаний, которые через колеса передаются от неровностей дорожного полотна на элементы подвески. Нередко в различных типах подвески (например, рессорной), один элемент может выполнять функции как первой, так и второй группы, а иногда даже всех трех групп сразу.

Чтобы оптимально настроить подвеску для определенного типа дорожного покрытия (например, для российских дорог), инженеры используют несколько параметров.

Чтобы правильно выставить переднюю и заднюю подвески автомобиля необходимо знать параметры его колеи (поперечное расстояние между колесами одной оси) и колесной базы (продольное расстояние между передней и задней осей). Также важны знания центров поперечного (воображаемая точка, проходящая через центры колес в вертикальной плоскости, которая остается неподвижной при любом крене авто) и продольного (воображаемая точка, проходящая через центры колес, которая остается неподвижно при разгоне и торможении авто) кренов, оси кренов и их расположения по отношению к центру тяжести автомобиля. В случае с поперечным центром крена, чем ближе он к центру тяжести, тем меньше машина кренится в поворотах на скорости. В случае же с продольным центром крена, то чем ближе он к центру тяжести, тем меньше кузов машины наклоняется вперед или назад при торможении и разгоне соответственно. Помимо этих характеристик, на правильность настройки подвески влияют углы установки колес, а также значение подрессоренных и не подрессоренных масс.

Типы и виды подвесок

Все подвески по характеру работы их конструктивных элементов делятся на два типа – зависимые и независимые. О том, что они собой представляют, мы указывали выше.

Зависимые подвески, в свою очередь, делятся на четыре вида. Остановимся на каждом из них подробнее.

Первым видом зависимой автомобильной подвески стала подвеска на поперечных рессорах. Именно она была заимствована у карет. Конструкция этой подвески проста: неразрезная балка моста, над которой крепится полуэллиптической формы поперечная рессора. Когда в конструкцию подвески добавили редуктор, она приобрела форму буквы Л. Чтобы сделать рессоры менее податливыми, инженера внесли в конструкцию подвески такие элементы как продольные реактивные тяги.

Такую подвеску имели самые первые автомобили, например Ford T. К достоинствам подвески на поперечных рессорах можно отнести дешевизну производства (и, как следствие, ремонта и обслуживания) и простоту устройства. К недостаткам – особенности конструкции (увеличенная податливость при кренах в продольном направлении, при которых угол поворота моста мог резко измениться при наезде на препятствие), что сказывалось на управляемости автомобилем. Еще одним минусом такой подвески была ее недолговечность, особенно при использовании автомобиля на дорогах с плохим покрытием.

Вторым видом зависимой подвески стала конструкция на продольных рессорах. Устройство ее тоже не отличалось сложностью: пара продольных рессор, и на них подвешена балка моста. Причем, в зависимости от конструкции, балка моста могла находиться как над рессорами (характерно для легковых автомобилей), так и под ними (характерно для грузовых автомобилей).

В силу своего устройства рессора на свою переднюю часть принимает боковые и продольные силы реакции от дорожного полотна, выступая, тем самым, своеобразным рычагом подвески. Рессора в этом виде подвески многолистовая, в ней различают коренные, подкоренные, внутренние листы. Коренный лист крепится своими концами к другим частям подвески. Сами рессоры, к слову, бывают разного строения: эллиптические, полуэллиптические, 3/4 –эллиптические, 1/4 –эллиптические, кантилеверные и балансирные. Подвеска с продольными рессорами ставилась и ставится на многие автомобили – Chevrolet, Chrysler, Volvo, Dodge и так далее. К достоинствам такой подвески относится ее простота (ее характеристики, в частности, способность принимать различные типы усилий, позволяют обойтись без многих деталей – реактивные тяги, рычаги и так далее), относительная дешевизна, возможность варьирования жесткости (путем подбора листов рессор различной длины и толщины). Кроме того, опять же из-за особенностей конструкции, такая подвеска отличается долговечностью, высокой грузоподъемностью и плавностью хода. К недостаткам подвески на продольных рессорах можно отнести слабое противодействие продольным и боковым силам при движении на высокой скорости, что приводит к ухудшению управляемости автомобилем.

Третий вид зависимой подвески – подвеска с направляемыми рычагами. В зависимости от количества рычагов, такие подвески бывают двух, трех, четырех и пятирычажные. Самая распространенная в настоящее время – пятирычажная зависимая подвеска с тягой Панара (поперечный рычаг). Устанавливается эта подвеска на множество современных легковых автомобилей, в числе которых – Fiat, Volvo, Kia, Hyundai. Рычаги такого вида подвески с одной стороны крепятся к раме или кузову автомобиля, а со второй – к балке моста. В конструкции таких подвесок присутствуют амортизаторы, которые гасят неровности дорожного покрытия.

Различают подвески с тягой Панара (бывают разрезными и сплошными), с механизмом Ватта (есть вертикальный рычаг, который компенсирует колебания от воздействия боковых и вертикальных сил) и механизмом Скотта-Рассела (есть длинный и короткий рычаги, которые соединены таким образом, что позволяют улучшить курсовую устойчивость машины). К плюсам такой подвески можно отнести надежность конструкции, плавность хода. К минусам – сложность конструкции, дороговизну обслуживания и ремонта.

Четвертый вид – подвеска «Де-Дион», являющаяся промежуточной между зависимыми и независимыми подвесками. Особенность конструкции этой подвески (наличие подпружиненной неразрезной балки, отсутствие, за исключением ступиц колес и самих колес, неподрессоренных масс) позволяет применять ее только на задних ведущих мостах автомобиля.

Устанавливалась такая подвеска на модели Alfa Romeo, Fiat, Mercedes-Benzб Smart. Плюс такой подвески – самая лучшая среди перечисленных выше плавность хода. Минус – дисбаланс при разгоне и торможении, высокая стоимость производства, ремонта и обслуживания.

(о независимых подвесках читайте во второй части материала)