«Макферсон» и «двухрычажка» (окончание)
Двухрычажную независимую подвеску стали применять еще в 30-х годах прошлого века – поначалу только в спортивных авто, а затем постепенно совершенствуя ее конструкцию добились возможности установить ее и на обычных машинах, чем создали гораздо больше удобств для передвижения в отличие от зависимой рессорной.
Двухрычажная подвеска состоит из двух рычагов (что понятно из названия), как правило, треугольных, один из которых шарнирно прикреплен к подрамнику или раме, а второй обычно опирается на кузов. Между рычагами находится упругий элемент, задачей которого является гашение колебаний и в состав которого входят вертикально установленная пружина и телескопический амортизатор.
По сравнению с популярной амортизационной стойкой Макферсона, двухрычажная подвеска обладает рядом преимуществ: из-за наличия подрамника или рамы кузов меньше подвержен воздействию неровностей дороги, кроме того, акустический комфорт в салоне значительно выше.
Но есть у нее и свои недостатки: она гораздо дороже «макферсона» как в изготовлении, так и в обслуживании. К тому же, она требует от конструкторов более сложных кузовных решений с деформируемыми зонами, чтобы обеспечить необходимую безопасность для водителя и пассажиров.
«Двухрычажка» имеет некоторые конструктивные особенности, от которых зависит поведение автомобиля на дороге. Один из важных параметров – это длина и расположение самих А-образных рычагов. Разработчики автомобилей редко применяют короткие рычаги одинаковой длины, так как при прохождении колеса по неровности произойдет перемещение не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении, значит, на плохой дороге колея и направление движения будут изменяться произвольно и управление машиной будет потеряно.
В подвесках болидов Формулы-1 и спортивных машин высшей ценовой категории применяются длинные верхний и нижний рычаги, почти одинаковые по габаритам. В этом случае горизонтальное перемещение колес сводится к минимуму, к тому же на руку гонщикам еще одна особенность двухрычажной подвески – возможность регулировки углов развала и схождения. Но при такой схеме из-за длинного верхнего «треугольника» в моторном отсеке практически не остается места, поэтому колеса спорткаров и располагают как можно шире. Причем, в данном случае передняя независимая подвеска гасит и часть колебаний задней оси, так что свободного пространства остается очень мало, вот почему подобные машины обычно создают двухместными с очень маленьким багажным отделением.
Двухрычажная подвеска отличается неплохой управляемостью, хорошей плавностью хода и долгим временем работы при надлежащем качестве дорог. Но чтобы увеличить салон автомобиля, конструкторы обычно применяют ее только на одной какой-либо оси. К тому же, на серийных моделях нижний рычаг сделан длинным, а верхний для экономии пространства – коротким, и расположен он довольно высоко.
Обратите внимания на японских производителей – к примеру, на Toyota. В модельном ряду этой марки множество машин именно такой комплектации. В последних поколениях Camry спереди за гашение колебаний от встречи с препятствием отвечают стойки Макферсона, а сзади – «двухрычажка», выполненная из высокопрочной стали.
На «паркетнике» RAV-4 схема аналогична предыдущей, но для увеличения объема багажника амортизатор под днищем установлен диагонально.
А вот в Land Cruiser Prado, когда за комфорт сзади отвечает электронная система управления пневмоподвеской TEMS, забота о «передке» ложится, как раз таки, на «двухрычажку», скрытую в огромных колесных арках.
Можно обратить внимание и на более почтенного «японца» — Honda Civic 1992-1995 годов выпуска. Эта модель за несколько лет эксплуатации в наших дорожных условиях довольно хорошо себя зарекомендовала. Ее подвеска (передняя ось – стойка Макферсона, задняя – «двухрычажка») отличается неплохой плавностью хода, отличной управляемостью и, что немаловажно, поразительной выносливостью. То есть на наших дорогах «двухрычажка» способна «накрутить» без серьезного ремонта до 200 тысяч км.
Конечно, ничего вечного нет, и первыми сдаются нижние шаровые опоры – от частых и сильных ударов может погнуться «палец». К счастью, они съемные. А вот верхняя опора выполнена как одно целое с верхним рычагом, так что замена этой части выйдет дороже. Правда, такая замена требуется гораздо реже, а может не потребоваться и вовсе.
Заодно заметим, что если двухрычажная подвеска позволяет производить регулировку установки колес по обеим категориям – и развал и схождение, то «макферсон», как правило, допускает регулировку только одного параметра – схождения. Схождением называют угол между плоскостью колеса и направлением движения. Развал – это угол между вертикалью и плоскостью колеса. Потому, если автомобиль укомплектованный «макферсоном» побывал в серьезной аварии, и геометрия его кузова была восстановлена неточно, износ передних покрышек и проблемы с управляемостью гарантированы.
Развал считается отрицательным, если колеса направлены верхней стороной внутрь, и положительным – если верхней стороной наружу. Нулевой развал обеспечивает минимальный износ шин, а отрицательный – улучшает устойчивость в поворотах. Положительный развал применяется лишь в двух случаях – в стойке Макферсона (фиксированный) и в спортивных автомобилях, участвующих в кольцевых гонках.
На гашение колебаний влияют многие факторы, часть которых не зависит от свойств подвески (например, неверный подбор шин), но именно от состояния упругих элементов и креплений существенно зависит плавность хода и управляемость. Кроме того, важную роль играет масса деталей: чем легче материал, тем комфортнее езда. Потому, все чаще находят применение рычаги из композитных материалов и алюминия.
В общем, в каждом из вариантов подвески есть свои плюсы и свои минусы. Но в стоке, понятное дело, выбора нет. и потому пользуемся не тем, что нравится, а тем, что конструктивно применил производитель. А дальше решать самим — пользоваться имеющимся или перекраивать всю подвеску под собственный вкус — затратно, сложно и, между прочим, не всегда оправданно.
В чем преимущества подвески на двойных поперечных рычагах перед МакФерсоном
Что такое подвеска на двойных поперечных рычагах?
Вот что делает подвеску с двойными поперечными рычагами превосходящей более распространенную конструкцию типа МакФерсон
Смотрите также: Три технологии, которые делают подвеску вашего автомобиля идеальной
Когда начинают говорить о вновь появившемся новом захватывающем спортивном автомобиле или суперкаре, можно заметить, что обычно начинают рассказ с того важного факта, что автомобиль получил «подвеску на двойных поперечных рычагах». Это довольно неплохая конструкция (еще бы она была плохой, иначе ее бы не использовали на дорогих гоночных моделях автомобилей), об этом знают, пожалуй, все. Но в чем преимущества конструкции? Давайте посмотрим.
Прежде чем мы продолжим, нам нужно сказать пару слов о концепции передней подвески типа МакФерсон (McPherson), которая также хорошо знакома многим поколениям автомобилистов. Производители даже используют этот тип подвески чаще, чем ее аналог на двух поперечных рычагах.
Как ни странно, модель подвески передних колес, разработанная Эрлом Стили МакФерсоном, являлась ничем иным как логическим продолжением развития двухрычажной подвески, но со значительными допущениями по части упрощения, удешевления и модернизации как самой конструкции, так и кинематики системы подвески.
Модель обладает только одним рычагом – нижним. Вместо второго рычага – шарнир с усиленным демпфером с конической пружиной, на которые возложена двойная обязанность: гашение вертикальных колебаний и удержание колеса в заданной горизонтальной плоскости.
Конструкция подвески отличается компактными размерами и небольшой толщиной в средней и верхней части по сравнению с многорычажной и двухрычажными подвесками, что делает ее идеальной для моделей автомобилей с поперечными двигателями. Также она проста в исполнении и дешева в конструировании.
В общем, работает такая конструкция на направляющих стойках на удивление хорошо.
Однако конструкция стойки ограничивает возможности инженеров по оптимизации развала.
Разнесенные по краям демпферы делают установку MacPherson экономной и оправданной для экономии поперечного пространства
На фото выше вы видите пример сборки передней подвески со стойками МакФерсон от модели спорткара Audi TT RS. Теперь сравните с расположением элементов на двойных поперечных рычагах R8 ниже. Здесь мы имеем два рычага: один в верхней части и один внизу, амортизатор при этом закреплен за нижним рычагом.
Такая конструкция предлагает более прогрессивную геометрию. В отличие от версии MacPherson, чем больше сжата подвеска с двойными поперечными рычагами, тем больше будет отрицательный развал, что осуществляется благодаря использованию рычагов разной длины. Это положительно сказывается на управлении в такие моменты, когда вы сильно закладываете в поворот и автомобиль начинает соскальзывать с траектории. В эти моменты система подвески на поперечных рычагах будет поддерживать лучший контакт шины с дорогой. А значит, автомобиль будет устойчивее при прочих равных.
Конечно, автомобили с подвеской МакФерсон могут быть улучшены установкой жестких пружин, но добиться таких же характеристик, как на двойных поперечных рычагах, они не способны. Последние могут оставаться мягкими, без ущерба пятну контакта. Например, такая схема идеальна для нового Alpine A110, который, получив передние и задние двойные поперечные рычаги, показывает отличные эксплуатационные характеристики. Подвеска не так жестка, что приводит к тому, что автомобиль остается комфортным даже на ухабистых дорогах.
Анимация, показывающая увеличение отрицательного развала при сжатии подвески
Из-за более сложной конструкции двойные рычаги позволяют выставить развал (наклон средней плоскости вращения колеса к продольной вертикальной плоскости), кастер и углы крена. Конструкция также дает гораздо больше свободы с размещением демпферов, что опять же приводит к возможности разнообразной установки амортизаторов. Правда, подходит такая разнообразная модель установки исключительно для гоночных или некоторых очень дорогих дорожных спортивных автомобилей.
Наконец, в виду того что амортизатор не торчит в верхней части, этот тип подвески гораздо более экономичный по отношению к вертикальному пространству – вы получаете разумную степень перемещения подвески (ее хода) без необходимости поднимать клиренс, что отрицательно повлияет на управляемость, увеличивая центр тяжести.
Как видно, подвеска на двойных рычагах имеет довольно много положительных качеств. Так почему не так много автомашин построено на ней?
Как и все «семерки» Caterham, эта версия английского спорткара получила переднюю подвеску с двойным поперечным рычагом
Важным фактором является стоимость. Там, где МакФерсон проста и дешева, подвеска с двойными поперечными рычагами дороже и сложнее. Конструкция и ее изготовление, как правило, будет увеличивать затраты на производство, поэтому она чаще всего ставится на более дорогие модели, где качество управляемости является более важным приоритетом, чем денежные издержки. Плюс чем больше сочленений и звеньев, тем больше вероятность поломок. Владелец будет обременен более высокими затратами на обслуживание.
Следующая проблема – расположение в подкапотном пространстве. Да, вертикальная установка имеет ряд огромных преимуществ – места здесь хоть отбавляй, но в горизонтальной плоскости ситуация не столь радужная. «Лишний» рычаг сверху делает свое дело, тем самым съедая немного пространства внутри салона, увеличивая ширину автомобиля или делая и то и другое одновременно.
Как это часто бывает с большинством аспектов дизайна автомобиля, весь вопрос – в компромиссе. Двойные рычаги в передней подвеске можно рассматривать как неплохую, качественную технологию, но это не лучшее решение для всех автомобилей.
Виды подвесок автомобилей.
Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.
Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.
Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.
Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.
Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.
Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.
Главные преимущества многорычажной подвески:
-Независимость колес друг от друга,
-Низкая неподрессоренная масса,
-Независимая продольная и поперечная регулировки,
-Хорошая недостаточная поворачиваемость,
-Хороший вариант для использования в схеме 4×4.
Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.
Установка пневмоэлементов
На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.
Задняя зависимая подвеска
Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.
Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.
Подвеска типа «Де Дион»
Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа.
Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.
Полунезависимая задняя подвеска
Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту.
Установка пневмоэлементов
В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля.
Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора.
Подвески грузовых автомобилей
Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику.
Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.
Подвески внедорожников и пикапов
Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок:
-автомобили с зависимой передней и задней подвесками,
-автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской,
-автомобили с полностью независимой подвеской.
Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом.
Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок.
Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески.
В зависимости от конструкции подвески возможны следующие варианты установки пневмобаллонов:
1. Установка вспомогательных подушек на рессоры
В этом случае в штатных рессорах уменьшается количество листов, что компенсируется установкой небольшой пневмоподушки. Уменьшение количества листов снижает жесткость рессоры, что позволяет сделать подвеску более комфортной при ежедневном передвижении на незагруженном автомобиле и в то же время давлением в подушке можно в широких пределах изменять дорожный просвет и компенсировать отсутствующие листы при полной загрузке автомобиля. В итоге такая установка позволяет расширить возможности автомобиля, улучшить управляемость и плавность хода, поднять грузоподъемность и проходимость, облегчить буксировку тяжелого прицепа.
2. Замена пружин на пневмобаллоны
На автомобилях с пружинной (как зависимой так и независимой) передней и задней подвеской пружина полностью заменяется пневмобаллоном. Улучшение характеристик подвески этом случае такое же как и на рессорной подвеске, но преимущества пневмоподвески проявляются более полно, чем при установке вспомогательной подушки.
На каких автомобилях используется многорычажная подвеска. Балка или многорычажка
Названа по имени американского инженера фирмы Ford Эрла Стили МакФерсона (Earle Steele MacPherson), впервые применившего её на серийном автомобиле модели Ford Vedette 1948 года. Позднее она использовалась на автомобилях Ford Zephyr (1950) и Ford Consul (1951). Является самым распространенным видом независимой подвески, который применяется на передней оси автомобиля.
По существу увеличенная передняя рукоятка и ответ. Улучшенный поворот в уменьшенном доступе и недостаточная поворачиваемость в середине угла. Многие пользователи говорят нам, что это платит за систему после нескольких выходных дней. Лучшее торможение из-за меньшего статического требования к развалам и улучшенная геометрия против погружения и минимальное изменение пути во время погружения. Минимальная миграция центра рулона стабилизирует баланс шасси, но обеспечивает постоянный перенос веса в виде веревок и рулонов тела.
Это минимизирует требуемые корректировки рулевого управления. Быстрое снятие пружины и ударов облегчает регулировку ручек. Общий амортизатор. Катушка с наддувом для регулируемой высоты и угла поворота. Доступно для уличных и гоночных приложений. Можно установить любую комбинацию тормозных суппортов и роторов. Причина не в превосходном управлении, а в том, чтобы позволить автопроизводителю быстро и относительно недорогой способ произвести автомобиль. В то время как стойки работают нормально, двигаясь по прямой или с легкой нагрузкой на угол, присущий геометрический недостаток запрещает полную реализацию характеристик шин, особенно при высокой боковой нагрузке.
Подвеска МакФерсон имеет следующее устройство:
2. стойка амортизатора
4. поперечный рычаг с шаровой опорой
6. поворотный кулак
Подвеска крепится к кузову через подрамник, который является несущей конструкцией. Он жестко крепится к кузову либо через сайлентблоки,чтобы снизить вибрации передающиеся на кузов. Сбоку к подрамника крепятся два треугольных поперечных рычага, которые через шаровое соединение соединяются с поворотным кулаком. Поворотный кулак осуществляет поворот колеса за счет рулевой тяги которая крепится к нему сбоку. Непосредственно к рулевому кулаку крепятся амортизаторы с установленными на них пружинами. К амортизаторам через шаровые соединения подходят две тяги от амортизатора поперечнойустойчивости, которые отвечает за поперечную устойчивость. Как видите устройство подвески достаточно простое, чтобы описать его в 3 строчки.
Стойка жестко закреплена на шпинделе, а поворотные и тормозные нагрузки обычно прижимаются к гидравлическому поршню и цилиндру демпфера, снижая производительность и долговечность. Что еще более важно, центр рулона стабилизирован. В стойке, когда тело поднимается и опускается, как во время тормозного погружения, или поднимается под ускорением, центр рулона мигрирует, как правило, вдвое превышает изменение высоты езды. Это способствует более стабильному балансу шасси, когда автомобиль переходит через 5 зон угла, торможение, поворот, средний поплавок, подачу энергии и выход.
Плюсы
— Плохая управляемость в поворотах
— Передача шумов дорожного покрытия на кузов
Видео работы подвески Макферсон:
2. Двухрычажная подвеска(Double wishbone suspension )
Это особенно полезно на грубых или волнообразных курсах и через эсс. С помощью распорок кривая развала минимальна или даже регрессивна, фактически теряя развал, когда колесо перемещается вверх по рельефу. Так как тело катится в угол, сжимая подвесную подвеску, загруженная шина теряет приложенный развал до поверхности дороги, уменьшая контакт шины и нося внешнее плечо. Чтобы компенсировать, необходимы высокие статические настройки развала, 3 4 или 5 градусов, чтобы компенсировать отклонение прогиба шины и отклонение от развала.
Срок службы амортизаторов
Но эти высокие отрицательные настройки развала вредны для производительности из-за снижения высоты шины при торможении и несогласованной области контакта контактных шин при переходе в угол и из-за угла. Это также приводит к высокому износу плеча. Большинство передних амортизаторов изнашивают шины, как внутри, так и снаружи, оставляя по крайней мере треть протектора в центре шины.
Двухрычажная подвеска может применяться на передней и задней оси автомобиля. Подвеска используется в качестве передней подвески на многих спортивных автомобилях, седанах представительского и бизнес класса, а также на болидах формулы один.
Устройство двухрычажной подвески:
Статический развал на гоночных трассах редко превышает 2 градуса. Правильно выровненные шины выдерживают намного больше времени без чрезмерного износа плеча, а производительность значительно улучшилась благодаря почти контактному патту с плоской шиной.
Независимая подвеска – своими руками приводим ее в порядок
Чем больше и наклеивается шина, тем больше сила прижима, тем больше тормозов и поворотов в передней части. Однако геометрическая компоновка этих автомобилей не способствует действительно высокоэффективному использованию технологии современных шин с высокой сцепкой, и они очень скомпрометированы по ряду других способов, таких как жесткость, усиление развала, анти-погружение, стабильность в центре цилиндров и большая шина без чрезмерного радиуса скраба.
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 Y-образную или U-образную форму. В отличии от Макферсона, тут два рычага, каждый из рычагов крепится к кузову через сайлентблоки и к поворотному кулаку через шаровое соединение.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.
Легко проработать эффект перемещения каждого сустава, поэтому кинематика подвески может быть легко настроена, и движение колеса может быть оптимизировано. Также легко выработать нагрузки, на которые будут воздействовать различные детали, что позволяет проектировать более оптимизированные легкие детали.
Плюсы
+ перпендикулярное положение колеса относительно дороги в поворотах
Минусы
Видео работы двухрычажной подвески
Крайне важно разработать альтернативные и более экологичные способы транспортировки для улучшения нашего будущего. Конструкция головастика была принята с двумя колесами спереди и сзади. Два водителя могут чередовать велосипед. Некоторые из параметров дизайна рассматриваются для анализа, а затем производятся компоненты подвески на основе этого. Эти устройства вместе с амортизатором состоят из системы подвески. В разных случаях также можно использовать единый рычаг или рычаг. Дизайн оружияИнтициальный материал поперечного рычага выбирается с учетом силы и стоимости.
3. Многорычажная подвеска (Multilink).
Для определения различных параметров конструкции, таких как длина поперечных рычагов, длина тяги, длина катушки, геометрия подвески. Следующим этапом проектирования является решение различных аспектов компонентов системы. Характеристики двойных поперечных рычагов получены из геометрии подвески транспортного средства. Длина верхнего плеча: 16 дюймов. Верхний диаметр кронштейна: 1 дюйм. Толщина 3 мм. Угол подлокотника с горизонтальной: 8 градусов. Длина рычага: 69 дюймов. Наружный диаметр рычага: 1 дюйм.
Угол нижнего рычага с горизонтальной: 11 градусов. Амортизатор установлен на плече. Также он обладает превосходной свариваемостью. В соответствии с проектными параметрами изготавливается система подвески для гибридного транспортного средства. Для автомобиля используется двойная подвесная система с учетом лучшей маневренности и контроля. Компоненты, используемые в изготовлении, просты в изготовлении и легко доступны на рынке. Кроме того, компоненты легко монтируются и обеспечивают меньший вес. Этот автомобиль может использоваться для внутренних перевозок в крупных отраслях промышленности, железнодорожных вокзалах для инвалидов, для коротких поездок.
Устройство и принцип работы многорычажной подвески
Самая распространенная схема подвески легковых машин
Наверно основным параметром подвески МакФерсона является наклон амортизаторной стойки. В процессе корректировки ходовых качеств применяется и поперечный, и продольный наклон. Иногда упорным элементом в МакФерсоне может служить торсион вместо пружины. Помимо этого, пружина в такой подвеске не обязательно находится вокруг стойки амортизаторов – в некоторых моделях, как показала подвески автомобиля, сделанная своими руками, амортизаторная стойка, линки, установленные на авто, и пружина могут быть смонтированы отдельно друг от друга.
Вид спереди передних элементов подвески. Автомобили оснащены подвеской спереди и сзади с несколькими рычагами, что в целом эквивалентно расположению двойного поперечного рычага некоторых дорожных машин с неравномерными продольными рычагами подвески сверху и снизу, что позволяет наилучшим образом контролировать угол развала колеса при поворотах. Поскольку центробежная сила заставляет тело катиться, более длинный эффективный радиус нижних рычагов подвески означает, что дно шины уклоняется дальше, чем верх, жизненно важно для максимального захвата шины.
Энергоемкость и кинематика
Так же как и торсионная подвеска автомобиля МакФерсон уступает подвеске на двойных рычагах разве что в параметрах кинематики (из-за весомого изменения развала колес во время хода отбоя и сжатия). Она занимает больше места по высоте, ощутимо передает вибрации и шумы на кузов и сложна в ремонте, так как приходится проводить демонтаж всей стойки.
В этом учебном пособии вы познакомитесь с деталями расширенного шаблона автомобиля. Когда мы закончим, у вас должно быть довольно хорошее представление о том, как это работает в теории, и как создавать и настраивать нечто подобное себе. Основное внимание будет уделено приостановке.
Моделируемые колеса в сравнении с реальными подвесными соединениями
Двухрычажная подвеска
Этот тип подвески автомобиля состоит из двух, как правило, треугольных рычагов, один из которых шарнирно подсоединен к раме, либо к подрамнику, а второй опирается на кузов. Упругий элемент находится между двумя рычагами. Его задача – гасить колебания. Также в состав упругого элемента входят телескопический амортизатор и пружина, установленная вертикально. Устройство автомобиля, а именно передней его подвески имеет конструктивные особенности, от которых зависит поведение машины на дороге. Наверно самым важным моментом является расположение А-образных рычагов и их длина.
Особенности конструкции
Конструктора автомобилей редко применяют короткие рычаги с одинаковой длиной, ведь при соприкосновении колес с неровностью на дороге произойдет не только вертикальный импульс, но и импульс по горизонтали. А это значит, что движение будет изменяться случайным образом, и управлять автомобилем будет крайне затруднительно. Конечно же, назначение подвески автомобиля – сохранять управляемость и плавность передвижения даже по самому разному покрытию. Теперь поговорим о плюсах и минусах данной системы.
Если сравнивать двухрычажную подвеску с популярной амортизаторной стойкой МакФерсона, то она обладает ощутимыми преимуществами: во-первых, акустический комфорт в салоне автомобиля выше, во-вторых, кузов меньше подвержен неровностям дороги из-за подрамника. Эта информация пригодится студентам автомобильных техникумов, если им понадобится сделать реферат на тему: как устроена подвеска автомобиля.
Естественно, что без недостатков тоже не обойтись: двухрычажная подвеска дороже МакФерсона не только в ремонте, но и в изготовлении. Также она требует более сложных решений кузова с деформируемыми областями, чтобы обеспечить необходимую безопасность для пассажиров и водителя.
Многорычажная подвеска
Многорычажная подвеска похожа на независимую двухрычажную подвеску на двойных рычагах, где каждый рычаг разделен на два самостоятельных звена. Каждое звено и рычаг контролирует конкретный аспект поведения колеса, к примеру, его смену развала или поперечного перемещения. Обычно звенья сконструированы так, что не влияют на работу друг другу, но встречаются модели подвесок, где им придается определенная форма.
Это делается для того, чтобы освободить место, которое необходимо для интерьера кузова, либо других особенностей конструкции. Вы можете увидеть пример того, как устроена нестандартная подвеска автомобиля, фото см. ниже.
Многорычажка Lamborghini Aventador
Процесс проектирования такой подвески достаточно сложен, и может выполняться только при помощи компьютера. Также она дорога в производстве и ремонте. Это были «отрицательные» стороны, хотя их сложно назвать проблемными. Многрычажка подойдет для всех пассажиров. Большое количество шарниров, звеньев и сайлент-блоков отлично смягчают удары при резкой встрече с препятствием.
Благодаря этим же мощным сайлент-блокам значительно увеличивается изоляция шума, что делает поездку более комфортной. Касаемо подвески, вы сможете ознакомиться с информацией о том, как поднять подвеску автомобиля, как сделать ее более спортивной и многое другое вы найдете на нашем сайте.
Задняя зависимая и независимая подвеска
Независимая система
Зависимая система
Характеристика
Многорычажная подвеска устанавливается на автомобили с задне- и переднеприводной компоновкой. Имеет более сложное устройство, поэтому используется на автомобилях дорогого класса. Впервые многорычажная подвеска была установлена на «Ягуар Е-Туре» в начале 60-х годов. Со временем она модернизировалась и сейчас активно используется на автомобилях «Мерседес», «БМВ», «Ауди» и многих других.
Устройство
В чем особенности данной конструкции? Многорычажная подвеска предполагает наличие следующих элементов:
Как это все закреплено?
Крепление ступицы к колесу осуществляется посредством четырех рычагов. Это позволяет колесу автомобиля беспрепятственно двигаться в поперечной и продольной плоскости. Несущим элементом в конструкции данной подвески является подрамник.
К нему крепится поперечный рычаг через специальные втулки с металлическим основанием. Для снижения вибраций, в них используется резина. Поперечные рычаги соединяются с опорой ступицы. Так осуществляется правильное положение колес в поперечной плоскости. Зачастую многорычажная независимая задняя подвеска включает в себя три поперечных рычага:
Последний осуществляет передачу усилий и соединяет подрамник с корпусом опоры колеса. Нижний отвечает за схождение. Задний элемент воспринимает усилия, которые передаются от кузова при движении автомобиля. Ведение колеса в продольном положении осуществляется благодаря продольному рычагу. Он крепится к кузову машины при помощи опоры. С другой стороны элемент соединяется со ступицей.
Стабилизатор
Многорычажная в отличие от полузависимой балки, имеет в своей конструкции стабилизатор поперечной устойчивости. Само название говорит за предназначение элемента. Данная деталь снижает крены при прохождении поворотов на скорости. Также на этот параметр влияет жесткость амортизаторов и пружин. Наличие стабилизатора значительно снижает риск заноса при прохождении поворота, так как обеспечивает беспрерывный контакт колес с дорожным покрытием. Элемент являет собой некую металлическую штангу. Выглядит он так, как на фото ниже.
Устанавливается на подрамнике многорычажной подвески и крепится при помощи резиновых опор. Благодаря тягам штанга связывается с опорой ступицы. Какие имеет многорычажная подвеска плюсы и минусы? Давайте рассмотрим их ниже.
Преимущества
Автомобили с использованием данной подвески являются на порядок комфортнее. В конструкции используется несколько рычагов. Все они крепятся на подрамниках через сайлентблоки. Благодаря этому, при прохождении ямы подвеска отлично сглатывает все неровности.
Кстати, работает рычаг только того колеса, которое попало в яму. Если же это балка, все усилия будут передаваться на соседнюю ступицу. В машине, где использована многорычажная подвеска, не чувствуется излишних шумов и вибраций при прохождении неровностей дороги. Также данный автомобиль более безопасный. Объясняется это использованием стабилизатора поперечной устойчивости. По своему весу рычаги намного легче, чем балка. Это снижает снаряженную подрессорную массу автомобиля.
Недостатки
Стоимость новых рычагов на «Мерседес» в 124-м кузове составляет 120 долларов на одно колесо. Несмотря на большой возраст и низкую стоимость автомобиля, запчасти для него не стали дешевле. То же самое касается и других машин, на которых используется данный тип подвески. При нужен подъемник или смотровая яма. Обычно такие машины ремонтируются в сервисных центрах. А это дополнительные расходы.
Можно ли выявить проблему самому?
Если при движении автомобиля вы заметили характерные стуки, возможно, требуется ремонт подвески. Чтобы выяснить точную причину, нужна смотровая яма или эстакада. Если это передняя подвеска, осматриваем состояние На нем имеется пыльник. Если он треснул, нужна срочная замена. Иначе вся грязь попадет внутрь и придется покупать новый ШРУС в сборе.
Проверьте люфт в рулевых тягах. Осмотрите амортизаторы. Если на них имеются потеки, скорее всего, звук идет именно от них. Это значит, что клапан внутри амортизатора пробит и шток двигается произвольно. Сайлентблоки рычагов и стабилизатора поперечной устойчивости тоже не должны иметь люфтов. Осмотр задней подвески следует начать с амортизаторов. Далее проверяем и тяги. Часто элементы повреждаются в районе соприкосновения с выхлопной трубой.
Уделите этому месту особое внимание. Если глушитель бьет о кузов, есть характерные следы ударов, стоит заменить его подушку. В большинстве случаем проблема исчезает. Осмотрев состояние подвески, подведите итог, какие элементы вышли из строя и требуют замены. При отсутствии опыта рекомендуется обратиться в сервис.
Заключение
Схема подвески multilink с А-образным верхним рычагом
Многорычажная подвеска, или Multilink, – это результат усовершенствования двухрычажной независимой подвески легкового автомобиля. В отличие от стандартного исполнения, направляющие элементы представляют собой не единые V-образные рычаги, а отдельные независимые друг от друга детали. Их количество обычно варьируется от трех до пяти элементов. При изготовлении учитываются особенности конструкции остальных элементов подвески и их взаимодействие. Благодаря схеме Multilink ступичный узел получает дополнительные точки крепления и повышенную подвижность, что значительно улучшает ходовые качества и общую управляемость автомобиля.
История появления
Впервые многорычажная конструкция подвески была применена на спортивном купе Porshe 928 в 1979 году. В 1982 году модернизированная схема была использована на модели Mercedes 190. Особенность работы многорычажной конструкции подвески обеспечила автомобилю отменное прохождение поворотов. Этого удалось достичь путем создания эффекта подруливания нагруженного заднего колеса на несколько градусов внутрь поворота. Позже многорычажую подвеску стали использовать и остальные автопроизводители.
Элементы многорычажной подвески
Устройство передней подвески
Передняя подвеска Multilink состоит из следующих элементов:
Наличие шаровых опор в креплениях рычагов и ступицы позволяет осуществлять поворот колеса. Верхние рычаги нередко делаются регулируемыми по длине, что дает расширенные возможности для настройки параметров углов установки колес.
Устройство задней подвески
Многорычажная подвеска для задней оси имеет аналогичную конструкцию, кроме возможности поворота ступицы (исключение – подруливающая задняя подвеска). Самая простая схема включает в себя два поперечных и один продольный нижний рычаг. Роль верхней опоры выполняет амортизационная стойка, соединенная со ступицей колеса. Данная конструкция подвески Multilink отличается относительной простотой и доступностью производства.
Принцип работы
Многорычажная подвеска может устанавливаться как на переднюю, так и на заднюю ось автомобиля. Независимые друг от друга верхние и нижние рычаги закреплены с одной стороны на кузове, с другой – на ступице колеса. Особенность работы данной подвески заключается в том, что ступица колеса способна изменять положение в горизонтальной плоскости, улучшая плавность хода на неровном покрытии и повышая устойчивость автомобиля при прохождении поворотов.
Анимация работы подвески Multilink с пятью рычагами (вид сверху) Анимация работы подвески Multilink с пятью рычагами (вид сзади)
Преимущества
По сравнению с двухрычажной конструкцией, многорычажная подвеска имеет следующие плюсы:
Недостатки
Минусы, обусловленные конструктивными особенностями передней подвески Multilink:
Применение многорычажной подвески
Минусы применения схемы Multilink для передней подвески в виде удорожания автомобиля и дорогостоящего ремонта оправданы лишь при производстве дорогих автомобилей. Дополнительные рычаги сложной конструкции с шаровыми соединениями увеличивают стоимость всей схемы подвески. Также необходимо предусмотреть сложную структуру взаимодействия элементов, обладающих большей подвижностью, особенно при повороте колеса. В связи с этим передняя подвеска типа Multilink не применяется в основной массе легковых автомобилей, в производстве которых основными критериями остаются невысокая цена, надежность и ремонтопригодность.
Схема задней многорычажной подвески Lexus RC 2015 года выпуска
Многорычажная подвеска для задних колес получила наибольшее распространение. По сравнению с усложненной конструкцией для передней оси, где необходимо обеспечивать поворот ступичного узла, стоимость изготовления задней подвески Multilink значительно ниже. Единственный дорогостоящий элемент – массивный несущий нижний рычаг, который воспринимает основную нагрузку. Остальные тяги и рычаги выполняют лишь роль направляющих.
Схема задней многорычажной подвески Honda Civic
Многорычажная подвеска может устанавливаться на моноприводные и полноприводные автомобили. В настоящее время она широко используется в производстве как легковых автомобилей, так и кроссоверов. Прогрессивная конструкция объединяет достоинства двухрычажной схемы – устойчивость и плавность хода, улучшая их благодаря раздельному расположению направляющих элементов. Подвеска Multilink позволяет повысить управляемость автомобиля, а также реализовать его наилучшее сцепление с дорожным покрытием.
Комфорт управления автомобилем, а также безопасность при движении во многом зависят от устройства его ходовой. Основное назначение любой подвески — выполнять роль связующего звена между колесами и кузовом.
Но при этом она должна обеспечивать своеобразный эффект буфера, гасить колебания, изолировать шумы, давать возможность вращения колеса относительно нескольких степеней свободы.
Эволюция данного узла не происходит линейно. Нельзя сказать, что один тип подвески со временем сменяет другой. В разных вариантах исполнения есть свои плюсы и они развиваются параллельно.
Устройство многорычажной подвески
Появившаяся еще в середине века многорычажная подвеска до недавнего времени считалась атрибутом дорогих автомобилей представительского класса. Но оптимизация технологии изготовления деталей позволила устанавливать ее даже на бюджетные авто.
Подробно рассмотрев устройство и работу одной из них, несложно понять общий принцип функционирования многорычажки.
11 — продольный нижний рычаг. Он удерживает ступицу от смещений в продольном направлении.
Названа по имени американского инженера фирмы Ford Эрла Стили МакФерсона (Earle Steele MacPherson), впервые применившего её на серийном автомобиле модели Ford Vedette 1948 года. Позднее она использовалась на автомобилях Ford Zephyr (1950) и Ford Consul (1951). Является самым распространенным видом независимой подвески, который применяется на передней оси автомобиля.
Подвеска МакФерсон имеет следующее устройство:
2. стойка амортизатора
3. тяга стабилизатора поперечной устойчивости
4. поперечный рычаг с шаровой опорой
6. поворотный кулак
Подвеска крепится к кузову через подрамник, который является несущей конструкцией. Он жестко крепится к кузову либо через сайлентблоки,чтобы снизить вибрации передающиеся на кузов. Сбоку к подрамника крепятся два треугольных поперечных рычага, которые через шаровое соединение соединяются с поворотным кулаком. Поворотный кулак осуществляет поворот колеса за счет рулевой тяги которая крепится к нему сбоку. Непосредственно к рулевому кулаку крепятся амортизаторы с установленными на них пружинами. К амортизаторам через шаровые соединения подходят две тяги от амортизатора поперечнойустойчивости, которые отвечает за поперечную устойчивость. Как видите устройство подвески достаточно простое, чтобы описать его в 3 строчки.
Плюсы
— Плохая управляемость в поворотах
— Передача шумов дорожного покрытия на кузов
Видео работы подвески Макферсон:
2. Двухрычажная подвеска(Double wishbone suspension )
Двухрычажная подвеска может применяться на передней и задней оси автомобиля. Подвеска используется в качестве передней подвески на многих спортивных автомобилях, седанах представительского и бизнес класса, а также на болидах формулы один.
Устройство двухрычажной подвески:
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 Y-образную или U-образную форму. В отличии от Макферсона, тут два рычага, каждый из рычагов крепится к кузову через сайлентблоки и к поворотному кулаку через шаровое соединение.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.
Плюсы
+ перпендикулярное положение колеса относительно дороги в поворотах
Минусы
Видео работы двухрычажной подвески
3. Многорычажная подвеска (Multilink).
Дальнейшее развитие двухрычажной подвески. Это самая распространенная подвеска на задней оси на сегодняшний момент. Это вызвано тем что при использовании двухрычажной подвески при торможении или сбросе газа (на заднеприводных автомобилях) происходит изменение угла схождение задних колес. Т.к. подвеска крепится к подрамнику через сайлент блоки, которые при торможении деформируются и задние колеса начинают смотреть наружу. В этом явлении казалось бы ничего страшного, но представьте что вы перебрали со скоростью в повороте и решили прибегнуть к торможению, тормозить в поворте сама по себе уже не очень хорошая идея. А тут еще и внешнее нагруженное колесо начинает смотреть наружу поворота, автомобиль очень быстро приобретает избыточную поворачиваемость и последствия могут быть самыми печальными. Можно предотвратить данное явление заменив сайлент блоки на шарнирные соединения, но тогда очень сильно пострадает комфорт, ведь никому не хочется стучать зубами на кочках. Поэтому инженеры пошли другим путем.