Рессорная подвеска с гидравлическими амортизаторами

Рессорная подвеска с гидравлическими амортизаторами

Подвеска — это совокупность элементов ходовой части, обеспечивающая упругую связь между колёсами и кузовом (рамой) автомобиля. Подвеска отвечает за снижение динамических нагрузок на несущую основу автомобиля, сглаживание неровностей дороги и необходимое перемещение колёс относительно кузова (рамы).

Каждый автомобиль характеризуется определённым соотношением подрессоренных и неподрессоренных масс. К неподрессоренной массе относятся детали, вес которых передаётся непосредственно на дорогу (колёса, шины, тормозные механизмы и т.д.), а к подрессоренной — часть конструкции автомобиля, вес которой воспринимается подвеской (кузов, салон, двигатель, трансмиссия и т.д.). Как правило, чем меньше неподрессоренная масса автомобиля, тем выше его плавность хода и комфортабельность. Этим объясняется использование почти на всех современных моделях независимой подвески, так как у неё неподрессоренная масса ниже.

С подвеской также тесно связаны такие параметры конструкции автомобиля, как развал и схождение. Развал — это угол наклона колеса относительно вертикальной плоскости (считается отрицательным при наклоне внутрь и положительным при наклоне наружу). Схождение — это угол наклона колеса относительно горизонтальной плоскости, то есть соответствующей оси. Значения развала и схождения определяются геометрией подвески и при отклонении от заданных показателей свидетельствуют об нарушении её элементов.

Автомобильная подвеска состоит из трёх групп элементов:

• Упругие элементы — воспринимают вертикальные силы, возникающие при наезде колеса на неровность дороги, и деформируются под их воздействием.
• Направляющие элементы — обеспечивают подвижную связь колеса с кузовом или рамой и определяют направление перемещения колёс, воспринимая продольные и боковые силы.
• Гасящие элементы (амортизаторы) — отвечают за уменьшение амплитуды колебаний несущей системы (кузова) автомобиля, возникающих под действием неровностей дороги.

Существует две принципиально различных конструкции подвески:

Зависимая подвеска

Независимая подвеска

В конструкции зависимой подвески колёса одной оси жёстко связаны между собой и всегда параллельны друг другу. Перемещение одного колеса оси так или иначе влияет на положение другого. На ровной поверхности оба колеса перпендикулярны дороге; при наезде одного колеса на неровность оба колеса смещаются относительно вертикальной оси, а ось — относительно горизонтальной. Зависимая подвеска имеет самую простую и дешёвую конструкцию, но является непрактичной из-за большой неподрессоренной массы и недостаточной управляемости.

Независимая подвеска предполагает отсутствие жёсткой связи между колёсами одной оси. Перемещение одного из них никак не отражается на другом или оказывает минимальное воздействие. Колёса могут занимать различные положения относительно дороги или друг друга.

В зависимости от типа направляющего элемента выделяют следующие разновидности подвески:

Зависимая на поперечной рессоре

Самый простой вид зависимой подвески. Состоит из неразрезной балки моста и расположенной над ним поперечной полуэллиптической листовой рессоры, выступающей одновременно в качестве упругого и направляющего элемента. Применялась на самых дешёвых довоенных и некоторых послевоенных автомобилях как на передней, так и на задней осях.

Зависимая на продольных рессорах

Рессорная подвеска была унаследована первыми автомобилями от конных экипажей и успешно применялась на протяжении всей автомобильной истории, а сегодня сохранилась только на грузовиках и пикапах. Это объясняется её надёжностью, простотой в обслуживании, дешевизной и способностью выдерживать большую нагрузку. Большинство довоенных моделей оснащались зависимой подвеской на листовых рессорах спереди и сзади. До конца 70-х гг. основная масса заднеприводных автомобилей имели жёсткий задний мост на полуэллиптических рессорах, но позже от него отказались из-за плохой управляемости автомобиля вследствие смещения моста под действием боковых сил.

Подвеска на двух продольных рессорах сочетается с балками переднего или заднего мостов, которые могут располагаться как под, так и над рессорами. Рессора крепится металлическим хомутом к мосту и шарнирами на концах к кузову или раме. На легковых автомобилях листовые рессоры бывают эллиптические, 3/4-эллиптические, полуэллиптические и четвертьэллиптические.

Зависимая рычажная с тягой ПанараЗависимая подвеска с поперечной реактивной штангой (тягой Панара), шарнирно закреплённой одним концом на балке моста, а другим — на кузове или раме. В качестве направляющих элементов используются продольные или поперечные рычаги, в качестве упругих — витые пружины, торсионы или пневмобаллоны. Тяга Панара ограничивает продольные и поперечные перемещения моста, сохраняя устойчивость и управляемость автомобиля. Более эффективным и сложным усовершенствованием тяги Панара является механизм Уатта, состоящий из закреплённых с разных сторон шасси двух горизонтальных балок и коротким вертикальным звеном между ними, центр которого прикреплён к центру оси.Зависимая с толкающей трубой или дышломРазновидность жёсткого моста на листовых рессорах или пружинах, в котором продольное перемещение балки ограничивается опирающейся на картер коробки передач защитной трубой карданного вала или Л-образным (А-образным) рычагом (дышлом), шарнирно соединённым с кузовом или рамой. При отсутствии рессор комплектуется тягой Панара или механизмом Уатта для устранения поперечных смещений моста.Зависимая де ДионРазновидность зависимой подвески с минимальной неподрессоренной массой. В её конструкции колёса соединены смещающейся неразрезной балкой, а главная передача неподвижно закреплена на раме или кузове и передаёт крутящий момент на колёса через полуоси с двумя шарнирами на концах. В качестве направляющих элементов выступают продольные или поперечные рычаги, в качестве упругих — листовые рессоры или пружины в сочетании с тягой Панара. Из-за небольшого веса и высокой стоимости подвеска типа Де Дион получила распространение на спортивных автомобилях.Полунезависимая с рычагами и торсионной балкойПолунезависимая подвеска для задних колёс переднеприводного автомобиля. Состоит из двух продольных рычагов, соединённых работающей на скручивание торсионной балкой.Независимая с качающимися полуосямиОдна из ранних конструкций независимой подвески с полуосями, закреплёнными на шасси с помощью шарниров, но неподвижными относительно колёс. В такой подвеске колёса всегда остаются перпендикулярными своим полуосям и при недостаточной нагрузке на шасси имеют положительный угол развала. Упругими элементами могут быть пружины, рессоры или торсионы, а роль рычагов выполняют либо сами полуоси, либо металлические кожухи этих полуосей. Подвеска на качающихся полуосях не обеспечивает необходимой управляемости на высоких скоростях, поэтому использовалась в основном на лёгких заднемоторных автомобилях, часто в сочетании с хребтовой рамой.Независимая на продольных рычагахНа раме или кузове подвижно закреплены продольные рычаги, к которым крепятся колёса. Бывает пружинной, торсионной или гидропневматической. Лучше всего подходит в качестве задней подвески для небольших переднеприводных автомобилей, так как позволяет сделать сзади ровный пол. Недостатки — продольное перемещение колёс, большие нагрузки на рычаги и невозможность использования на ведущем заднем мосту.Независимая на косых рычагахМодификация независимой подвески на продольных рычагах для заднего ведущего моста. В ней рычаги расположены не продольно, а под некоторым углом к поперечной оси автомобиля, при этом полуоси имеют по одному или по два шарнира. Второй вариант подвески использовался во многих заднеприводных моделях 70-х — 80-х гг. как замена неразрезного моста.Независимая на двойных продольных рычагахДвойные продольные рычаги присутствуют в конструкции независимых подвесок типа Dubonnet и с поперечными торсионными стержнями. Обе разновидности применялись только на неведущей передней оси и обладали теми же недостатками, что и подвеска на продольных рычагах.Независимая на двойных поперечных рычагахЭта схема независимой подвески получила название параллелограммной, так как расположенные один над другим сдвоенные рычаги образуют объёмную фигуру. Внутренние концы рычагов подвижно закреплены на раме или кузове, а внешние соединяются со стойками колёс при помощи шаровых шарниров с двумя степенями свободы на поворотных колёсах или цилиндрических шарниров с одной степенью свободы на неповоротных колёсах (а также на передней оси со шкворневым узлом). Подвеска на двойных поперечных рычагах считается наиболее совершенной с точки зрения кинематики, так как её геометрия позволяет заранее задать все необходимые параметры. Этим объясняется распространённость параллелограммной подвески на спортивных и люксовых автомобилях. На заднем мосту заднеприводного автомобиля также может применяться усложнённая версия этой подвески — многорычажная подвеска.

Упругими элементами подвески на двойных поперечных рычагах могут быть пружины (самый распространённый вариант), торсионы (расположенные как продольно, так и поперечно), пневмобаллоны (гидропневматическая подвеска с изменяемым дорожным просветом) или рессоры. В последнем случае используются одна или две поперечных полуэллиптических рессоры (реже — четыре четвертьэллиптических), установленных под или над осью и закреплённых на шасси в одной или двух точках. При этом рессора обычно заменяет собой верхний или нижний рычаг параллелограмма.

Для снижения бокового крена автомобиля на поворотах в конструкции некоторых подвесок предусматривается стабилизатор поперечной устойчивости. Он представляет собой торсионную штангу, закреплённую шарнирно на кузове или подрамнике и соединённую концами с подвижными элементами подвески. Если возникает крен кузова, стабилизатор скручивается и оказывает на автомобиль выравнивающее воздействие.

В зависимости от типа упругого элемента подвески бывают:

Рессорная	Рессора — самая простая и надёжная разновидность упругого элемента. Состоит из скрепленных между собой стальных листов разной длины. Чаще всего рессора имеет форму половины или четверти эллипса.
Пружинная	Витая пружина — спирально закрученный упругий металлический стержень круглого сечения. При сжатии её витки сближаются, поглощая энергию удараю.
Торсионная	Торсион — металлический упругий стержень, работающий на скручивание. Располагается продольно или поперечно, обеспечивая упругую связь между рамой или кузовом и направляющими элементами подвески за счёт скручивания при перемещении колеса.
Пневматическая	Пневматические упругие элементы обычно представляют собой композитные пневмобаллоны в которые под давлением подаётся воздух от компрессора. Пневматическая подвеска даёт высокую плавность хода и возможность регулировки жёсткости путём снижения или повышения давления в пневмобаллоне. Более сложный и дорогой вариант — гидропневматическая подвеска, в которой упругие элементы состоят из двух камер, наполненных одна сжатым газом, другая — жидкостью. Преимущество такой подвески заключается в функции регулировки дорожного просвета.

Многие современные автомобили оснащаются активной (адаптивной) подвеской. Эта технология позволяет изменять жёсткость упругих элементов и уровни демпфирования в зависимости от режима вождения или автоматически при помощи набора датчиков, анализирующих дорожные условия. К адаптивным также относятся пневматические и гидропневматические подвески с регулируемым дорожным просветом, которые могут опускать или поднимать автомобиль относительно опорной поверхности или сохранять постоянный уровень пола.

Подвески можно классифицировать и по типу гасящих элементов (демпферов). Различают фрикционные амортизаторы, действие которых основано на механическом трении металлических дисков, и гидравлические амортизаторы, предполагающие снижение колебаний за счёт перемещения жидкости. К гидравлическим относятся рычажные амортизаторы и более современные телескопические амортизаторы, состоящие из заполненного жидкостью герметичного цилиндра и перемещающегося в нём поршня с клапанами. По количеству камер для жидкости телескопические амортизаторы могут быть однотрубными и двухтрубными.

🎥 Видео