Зависимая подвеска: виды, устройство, принцип работы, фото, видео

Зависимая подвеска обычно используется на задней оси автомобиля. Однако на многих моделях настоящих внедорожников она применена в качестве подвески спереди. Жаль только, что с каждым годом таких полноценных внедорожников становится все меньше и меньше. Такой тип подвесок являлся основным в первой половине 20 века, до 1930-х годов. Комплектация зависимой подвески включала еще рессоры или спиральные пружины. Проблемами, сопровождающими установку этих подвесок, являются:

 

• большая масса неподрессоренных элементов, особенно для осей, на которых расположены ведущие колеса,
• а также невозможность обеспечить оптимальность углов установки колес.

Этот тип подвески – самый старый, его история начинается еще от гужевых повозок и телег. Основным принципом ее работы является жесткая связь колес между собой единой балкой, которую еще называют мост.
Мост обычно закрепляется либо на рессорах, либо на направляющих рычагах и пружинах (такие конструкции встречаются чаще всего). В первом случае конструкция обладает высокой надежностью, но не комфортностью и управляемостью, а во втором – управляемость и комфорт на высшем уровне, лишь надежность немного ниже.
Применяют ее в тех случаях, когда необходимо прежде всего крепкое и исключительно надежное соединение. А крепче трубы из стали, внутри которой можно расположить, к примеру, приводные полуоси, трудно представить что-то еще.

Современные легковушки практически не имеют таких конструкций (конечно, есть исключения, яркий пример — Ford Mustang). В основном зависимой подвеской пользуются внедорожники (Land Rover Defender, Jeep Wrangler, Mercedes Benz G-Class, Mazda BT-50, Ford Ranger и другие). Однако всеобщая тенденция к переходу все-таки на независимые конструкции очевидна, потому что скорость и хорошая управляемость сегодня более востребованы, чем повышенная надежность конструкции.

Итак, преимущества зависимой подвески:

• великолепная устойчивость и прочность,
• простейшая конструкция,
• неизменность колеи и клиренса, что на бездорожье является положительным фактором, вопреки расхожему мнению,
• а также большие хода, что позволяет беспроблемно преодолевать препятствия.

Основной недостаток – жесткая связка колес, из-за чего они все время движутся вместе, по схожей траектории, в том числе при прохождении препятствий. Это в совокупности с неизбежно высокой массой моста очень серьезно сказывается на управляемости и стабильности движения автомобиля.

Подвеска на поперечной рессоре

 

Данный тип подвески, довольно простой и недорогой, имел широкое применение на протяжении нескольких десятилетий после появления первых автомобилей. По мере того, как прогресс шагал вперед, росли скорости движения, эти подвески практически из употребления исчезли.
Такая подвеска имела в своем строении неразрезную балку моста и поперечную рессору, расположенную над ним, и имеющую форму полуэллипса. В подвеске моста, выполняющего ведущие функции, появлялась необходимость расположения его довольно габаритного редуктора, поэтому рессора была выполнена в виде буквы Л. А для того, чтобы она была более податливой, применялись реактивные продольные тяги.
Подвесками данного типа оснащались такие автомобили, как Ford A и Ford T, а также ГАЗ-А. На моделях Ford они использовались по 1948 год. Что же касается автомобилей ГАЗ, то инженеры автозавода уже на модели ГАЗ-М-1 (а она создавалась на основе Ford B), перестали применять подвеску, полностью переоснастив ее, обеспечив продольными рессорами. В данном случае объяснением такого решения служит то обстоятельство, что подвеска на поперечной рессоре, как показал опыт эксплуатации ГАЗ-А, оказалась не приспособлена к отечественным дорожным условиям.

Подвеска с продольными рессорами

 

Этот тип подвески можно с уверенностью причислить к самым древним. Здесь балка моста подвешивается на две продольно расположенные рессоры. При этом мост может выполнять ведущие функции, и наоборот. В легковых автомобилях обычно он располагается над рессорой, а в грузовиках, кроссоверах и автобусах – под ней. Мост к рессоре крепится обычно с помощью хомутов из металла по ее центру или чаще с незначительным смещением вперед.
Классическая рессора выглядит как совокупность листов металла, скрепленных хомутами. Тот лист, где расположены ушки крепления, называют коренным, он обычно самый толстый.
В последнее время идет тенденция перехода к рессорам, состоящим из как можно меньшего количества листов, есть даже однолистовые рессоры. При этом и листы могут изготавливаться не из металла, а заменяющего его углепластика и других неметаллических композитов.

Подвеска с направляющими рычагами

 

Такие подвески имеют множество различных схем, отличающихся друг от друга количеством рычагов и их размещением. Довольно часто встречается зависимая подвеска с пятью рычагами и тягой Панара. Основное ее преимущество в том, что рычаги четко, стабильно и с высокой жесткостью задают направление движения ведущего моста – продольное, вертикальное и боковое. Подвески с меньшим количеством рычагов являются более примитивными.
Например, если рычагов в такой подвеске всего два, то при ее работе у них идет перекос. Появляется необходимость или делать рычаги более податливыми, или в соединении рычагов с балкой использовать особые шарниры, или добиваться податливости на кручение от самой балки. Как пример для первого случая – использование упругих пластинчатых рычагов в пружинной задней подвеске, как в начале 60-х годов было осуществлено на некоторых моделях Fiat, а также английских спорткарах. Что касается последнего случая – податливости балки добились созданием торсионно-рычажной подвески, имеющей сопряженные рычаги, которая до сих пор достаточно широко используется на автомобилях с передним приводом. Упругими элементами служат витые пружины или пневмобаллоны (особенно в автобусах и грузовых автомобилях).

Подвеска Де Дион

 

Была разработана в 1896 году фирмой Де Дион Бутон и представляла собой конструкцию, где корпус дифференциала отделен от оси. В подвеске Де Дион днище кузова автомобиля воспринимало крутящий момент, а ведущие колеса находились на жесткой оси. Таким образом, конструкция позволяла значительно снизить массу неамортизируемых деталей. Наиболее широко данную подвеску применяли в компании Alfa Romeo. Конечно, такая конструкция способна функционировать лишь на задней ведущей оси.
Вообще, подвеска Де Дион является промежуточным типом подвесок между зависимыми и независимыми. Только ведущий мост может быть оснащен данной подвеской, потому что изначально она разрабатывалась в качестве альтернативы ведущему мосту, и само собой подразумевалось, что на оси находятся ведущие колеса.
Соединение колес в подвеске Де Дион осуществлено легкой неразрезной подрессоренной балкой, редуктор основной передачи жестко прикреплен к кузову или раме, а вращение на колеса он передает через полуоси, на которых расположено по два шарнира. В итоге неподрессоренные массы сведены к минимуму, даже если сравнить эту подвеску с разными видами независимых вариантов. Иногда с целью усиления такого эффекта даже тормозные устройства переставляют ближе к дифференциалу, в результате чего неподрессоренными остаются лишь колеса и их ступицы.
Когда такая подвеска работает, длина полуосей изменяется. Это вынуждает конструировать их с шарнирами, имеющими равные угловые скорости и подвижность в продольном направлении (как на авто с передним приводом). В модели Rover 3500 были применены обычные карданные шарниры, поэтому для того, чтобы компенсировать это, балка была выполнена со скользящим шарниром специфической конструкции, который позволял увеличивать или сокращать свою ширину на определенную величину при отбое или сжатии подвески.
Таким образом, подвеску Де Дион можно считать одним из самых технически совершенных типов подвесок. Она по параметрам кинематики способна превзойти многие типы независимых конструкций. Уступить самым лучшим их представителям она могла бы, пожалуй, только на дороге с неровностями, да и то не по всем показателям. При этом, конечно, и стоимость ее превышает цены на многие типы независимых подвесок. Этим объясняется ее не слишком частое использование и преимущественно в спортивных автомобилях. К примеру, подвеску Де Дион содержали многие автомобили марки Alfa Romeo. Что касается недавних новичков, то обладателем такой подвески стал Smart.

Что такое зависимая и независимая подвеска, и какая из них лучше

Современные тест-драйвы приучили нас к понятиям «зависимая и независимая подвеска», и вторая в большинстве случаев не остается без своей доли похвалы, а первая – без тени упрека. В отдельных случаях – например, у Renault Duster – она и вовсе может разниться даже у одной модели в разных исполнениях. Что же такое зависимая и независимая подвеска, чем они отличаются, каковы их достоинства и недостатки, и стоит ли уделять им такое внимание при выборе нового автомобиля?

Для начала, говоря о типах подвески, стоит понять, о какой «зависимости» и «независимости» идет речь. А речь в них идет прежде всего о зависимости друг от друга колес одной оси при прохождении неровностей. Соответственно, зависимая подвеска – это такая подвеска, в которой ось жестко связывает между собой два колеса.

Из конструкции зависимой подвески напрямую следуют одновременно ее главный недостаток и некоторое преимущество: недостаток заключается в том, что при наезде одного колеса оси на неровность наклоняется и другое колесо оси, что снижает комфорт передвижения и равномерность сцепления колес с поверхностью, а преимущество – в том, что при движении по ровной дороге колеса, жестко закрепленные на оси, не меняют своего вертикального положения при прохождении поворотов, что обеспечивает равномерное и постоянное сцепление с поверхностью.

Говоря о зависимой подвеске, стоит отметить несколько важных фактов. Во-первых, зависимая подвеска в современных автомобилях практически не встречается на передней оси – там ее вытеснила более совершенная, легкая и удобная схема МакФерсон. На улицах еще можно встретить автомобили с мостом спереди – но это либо старые полноприводные внедорожники с двумя ведущими мостами, либо грузовики и автобусы. Таким образом, говоря о зависимой подвеске при выборе современного автомобиля, мы имеем в виду ее применение на задней оси.

Во-вторых, зависимая подвеска может быть разной конструкционно и присутствовать как на ведущей, так и на ведомой задней оси. В первом случае это мост, подвешенный на продольных рессорах или продольных направляющих рычагах: такая схема еще встречается на некоторых современных внедорожниках и пикапах. Во втором случае – это задняя балка, которая применяется на недорогих переднеприводных автомобилях. Иногда в конструкции такой балки применены торсионы, работающие на скручивание, и речь идет о так называемой полузависимой балке – но конструктивно это все та же зависимая подвеска с несколько иным принципом работы.

Независимая подвеска – это такая подвеска, в которой колеса одной оси не связаны друг с другом, и изменение положения одного колеса не оказывает влияния на другое.

В противовес зависимой подвеске, одним из основных преимуществ независимой является именно то, что при наезде одного колеса на неровность другое не меняет своего положения. Эта независимость работы подвесок на разных сторонах оси обеспечивает больший комфорт и более равномерное сцепление с поверхностью при прохождении неровностей. Кроме того, независимая подвеска обеспечивает меньшие неподрессоренные массы, а также позволяет работать над их уменьшением за счет изменения конфигурации и материалов изготовления элементов подвески – к примеру, алюминиевые рычаги на сегодняшний день являются довольно популярным способом снижения неподрессоренных масс у дорогих автомобилей. Один из недостатков – то, что параметры положения колеса вроде развала, схождения и ширины колеи могут меняться при работе подвески.

Конструктивных вариаций независимых подвесок существует намного больше, чем зависимых – за многие годы были разработаны схемы на продольных, косых и поперечных рычагах, многорычажные, пневматические, гидропневматические и активные подвески, и даже вариации с магнитореологическими амортизаторами, заполненными ферромагнитной жидкостью, изменяющей свои свойства под воздействием магнитного поля. Однако принципиальные цели разработки всех этих конструкций остались теми же, что и раньше: это обеспечение максимального комфорта при передвижении, стабильности в поведении автомобиля и улучшения его управляемости.

При выборе автомобиля стоит учитывать потенциальные сценарии его эксплуатации и собственные пожелания к стоимости его обслуживания. В целом здесь работает простой принцип «чем сложнее, тем дороже».

Зависимая подвеска более проста по конструкции и, соответственно, ее обслуживание будет более простым и дешевым, а ремонт ей, скорее всего, потребуется позже, чем независимой у автомобилей в одной ценовой категории. Однако, выбирая простоту и надежность, придется смириться с чуть меньшими комфортом и управляемостью. Отдельно стоит упомянуть внедорожники: в случае выбора автомобиля высокой проходимости зависимая мостовая подвеска (как минимум, сзади) является практически безальтернативным выбором.

Независимая подвеска имеет более сложную конструкцию – это означает, что с одной стороны, она обеспечит больший комфорт и более азартную управляемость, но при этом ее ресурс, скорее всего, окажется пониже, а ремонт не ограничится заменой пары сайлентблоков. Но, справедливости ради, стоит отметить, что ремонт и обслуживание многорычажных подвесок популярных автомобилей в настоящее время не является чем-то запредельно сложным или дорогим.

Таким образом, если вы готовы немного переплатить за больший комфорт, а сценарий использования автомобиля – преимущественно городской или по хорошим дорогам, то оптимальным выбором станет независимая подвеска. Если же при выборе машины вы стремитесь к максимальной экономичности в ремонте и обслуживании, или автомобиль будет эксплуатироваться в жестких условиях, где ресурс подвески приоритетнее комфорта и управляемости, то стоит предпочесть более простую зависимую подвеску

Устройство подвески грузового автомобиля

Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова автомобиля с мостами или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде колес на неровности дороги.

Устройство подвески грузового автомобиля:

• упругие элементы;
• направляющие устройства;
• гасители колебаний;
• стабилизаторы поперечной устойчивости.

Требования, предъявляемые к подвескам:

• оптимальная характеристика жесткости — зависимость между нормальной (перпендикулярно опорной поверхности) нагрузкой на колесо и деформацией (прогибом) подвески, измеряемая как нормальное перемещение центра колеса относительно кузова;

• оптимальная кинематика; работа направляющего устройства подвески при вертикальных перемещениях, крене либо галопировании (продольные угловые колебания) кузова автомобиля вызывает не только вертикальные перемещения колес, но также боковые и угловые перемещения как относительно дороги, так и относительно кузова;
• оптимальные характеристики демпфирования — гашение колебаний колес и кузова автомобиля, возникших в результате воздействия главным образом дорожных неровностей; может происходить вследствие трения в некоторых типах упругих элементов и в шарнирах направляющего устройства подвески;
• минимальное число не подрессоренных частей; к ним относятся колеса и шины, тормозные механизмы колес, поворотные кулаки, стойки подвески, мосты и т. п.;
• хороший контакт колеса с дорогой; при переезде автомобилем на большой скорости выпуклых неровностей (трамплинов) на дорожной
поверхности из-за недостаточного хода отбоя подвески, либо большой ее инерционности, возможен отрыв колеса от дороги;

• низкие уровень шума и вибрации; при эксплуатации автомобиля возникают скрипы из-за трения подвески в металлических шарнирах, резиновых опорах и упругих элементах и стуки в шарнирах из-за их изнашивания и образования зазоров;
• рациональная компоновочная схема.

подвески Макферсон

Устройство подвески грузового автомобиля:

а — зависимая; б — независимая шкворневая; в — независимая бесшкворневая; 1 — кронштейн; 2 — рессора; 3 — хомут; 4 — балка переднего моста; 5 — серьга; 6 — стремянка; 7 и 12 — рычаги; 8 — пружина; 9 — шкворень; 10— поворотный кулак; 11 — поворотная стойка; 13— поперечина подрамника.

Элементы независимой подвески

Устройство зависимой подвески

Устройство подвески грузового автомобиля ГАЗ-53:

1, 3 и 6 — кронштейны; 2 — лонжерон; 4 — шарнир; 5 — амортизатор; 7 и 12 — обоймы концов коренных рессорных листов; 8 и 13 — верхние и нижние опоры; 9 — буфер; 10 — стремянка; 11 — двойной коренной лист; 14 —торцовый упор.

Применение

Сейчас зависимые подвески используются только на тех автомобилях, которым важны перечисленные выше преимущества жёсткой связи между колёсами.

Это грузовики и легковые автомобили высокой проходимости, предназначенные для постоянной эксплуатации по плохим дорогами и при полном их отсутствии. Там гораздо важнее простота и прочность, чем тонкости стабильности и управляемости.

Существуют и компромиссные варианты, например независимая подвеска передней оси при неразрезном мосте сзади. Так устроено большинство современных джипов. Хотя наиболее бескомпромиссные внедорожники сохранили жёсткие балки спереди и сзади.

У бюджетных легковых машин на задней оси устанавливается так называемая полунезависимая подвеска, когда связывающая балка оси имеется, но она не жёсткая, а обладает определённой упругостью на скручивание. Такая схема дешевле, но её характеристики вполне приемлемы.

Независимая подвеска автомобиля ВАЗ-2105

На рис. 2 представлена независимая подвеска передних колес заднеприводного автомобиля ВАЗ-2105.
Упругим элементом подвески являются витые цилиндрические пружины 38, гасящим – гидравлические телескопические амортизаторы 40, направляющим устройством – верхние 13 и нижние 36 рычаги, а штанга 33 стабилизатора – упругий П-образный стержень.

Подвеска смонтирована на поперечине 30, которая закреплена на кузове автомобиля.

К переднему бурту нижнего рычага 36 приварен кронштейн крепления штанги стабилизатора 33.
В проушины рычагов 13 и 36 запрессованы шарниры на втулках 25, изготовленных из высокоэластичной резины.

С обоих концов шарниры зажаты упорными шайбами 26, которые стягиваются самоконтрящимися гайками, навернутыми на оси 35 и 22. Резиновые шарниры в эксплуатации не требуют регулировки и смазывания.

Ось верхнего рычага установлена в усилителе кузова. Ось нижнего рычага привернута болтами 37 к нижней части поперечины. Между осью и поперечиной установлены дистанционная шайба 28 и регулировочные шайбы 27 для регулировки углов установки передних колес.

Поворотная цапфа 5 поворачивается и качается на шаровых шарнирах.
Нижний шарнир состоит из стального шарового пальца 49 с полусферической закаленной головкой и полусферического металлического вкладыша–подшипника 48, надетого на палец. Головка пальца и вкладыш размещены в штампованном корпусе.
Для устранения зазоров в корпус с натягом вставлен резинопластмассовый вкладыш 47, прижимающийся своей пластмассовой облицовкой к шаровой головке пальца.

Верхний шарнир имеет сферическую закаленную головку, установленную в полимерный подшипник 12 скольжения. Нижний конический конец пальца гайкой 9 фиксируется в верхнем рычаге поворотного кулака 10. Головки верхнего и нижнего шарниров защищены от пыли гофрированными резиновыми чехлами 11.
Ход переднего колеса вверх ограничивается упором верхнего рычага подвески в резиновый буфер 13.

Пружина 38 подвески своим нижним концом опирается через опорную чашку 44 на нижний рычаг 36 подвески. Верхним концом через опорную чашку 21 и резиновую прокладку 20 – на силовой элемент передней части кузова.
Резиновая прокладка и резиновые втулки 25 изолируют кузов от передачи шума и вибрации через пружину подвески. Прямой металлический контакт между подвеской и кузовом отсутствует.

Амортизатор 40 своим верхним концом крепится к опорному стакану 17 через две резиновые подушки 18. Нижняя проушина амортизатора крепится через болт 41 и резиновые втулки к нижнему рычагу 36 подвески.

Стабилизатор поперечной устойчивости установлен в подушках-опорах 32, которые вставлены в кронштейны 31, привернутые к продольным балкам кузова. Загнутые концы стабилизатора с помощью подушек-опор 32 и обойм 39 прикреплены к нижним рычагам подвески.

Передняя независимая подвеска автомобиля ВАЗ-2109

Передняя подвеска переднеприводных автомобилей ВАЗ – независимая телескопическая с амортизаторными стойками типа Макферсон изображена на рис. 2 .

Амортизаторная телескопическая стойка 8 нижним концом соединена с поворотным кулаком 12 с помощью штампованного кронштейна 11 и двух болтов. Верхний болт 10 с эксцентриковой шайбой 9 является регулировочным. С его помощью регулируется развал переднего колеса, так как при повороте болта изменяется положение поворотного кулака относительно амортизаторной стойки.

Верхний конец стойки 8 через резиновую опору 1 связан с кузовом. Шариковый подшипник 30, вмонтированный в опору, обеспечивает вращение стойки при повороте управляемых колес. Резиновая опора обеспечивает качание стойки при перемещении колеса и гашение высокочастотных вибраций.

Нижний поперечный рычаг 21 соединен с поворотным кулаком 12 шаровым шарниром 20. А с кронштейном 28 кузова – резинометаллическим шарниром. Растяжка 27 нижнего рычага связана с ним и кронштейном на кузове автомобиля через резинометаллические втулки.
Шайбы 22 служат для регулировки продольного наклона оси поворота управляемых колес.

Стержень стабилизатора 24 поперечной устойчивости крепится к кузову автомобиля через резиновые опоры 25, а к нижним рычагам подвески – через стойки 23 с резинометаллическими шарнирами.
Концы стержня стабилизатора одновременно выполняют функции дополнительных растяжек нижних рычагов подвески, которые, как и растяжка 27, воспринимает продольные силы и их моменты, передаваемые от передних ведущих колес на кузов.

Телескопическая стойка 8 является одновременно гидравлическим амортизатором. На ней установлена витая цилиндрическая пружина 5 между опорными чашками 2 и 6, а также буфер сжатия 3, ограничивающий ход колеса вверх. При ходе колеса вверх буфер упирается в опору 2, находящуюся в верхней части стойки. Буфер сжатия находится на защитном кожухе 29, который предохраняет шток амортизаторной стойки от загрязнений и механических повреждений.
Рулевой привод воздействует на стойку через поворотный рычаг 7. Внутри амортизаторной стойки находится гидравлический буфер отдачи, который ограничивает ход колеса вниз.