Виды и назначение подвески авто

Подвеска типа «Де Дион»

Этот тип, равно как и подвеска McPherson, был назван в честь изобретателя. Им стал француз Альберт Де Дион. Цель данного типа подвески – максимально снизить нагрузку на задний мост автомобиля, путем отделения картера главной передачи. Если раньше он крепился к самой балке моста, то в данном случае картер держится непосредственно на кузове.

Это позволяет передавать крутящий момент посредством полуосей, закрепленных на ШРУСах, и сделать подвеску как независимой, так и зависимой.

Но от главных недостатков всех зависимых вариантов подвески, типу «Де Дион» избавиться не удалось. К примеру, затормозить без «клевков» практически невозможно, а при резком старте машина просто «приседает» на задние колеса.

Несмотря на попытки ликвидации этих недостатков путем установки дополнительных элементов (направляющих), несбалансированное поведение авто остается главной проблемой.

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.

Неисправности и обслуживание подвески авто

Несмотря на то, что производители активно улучшают износостойкость оборудования, из-за плохого состояния дорог их усилия сводятся на «нет» и водители сталкиваются с таким проблемами, как:

1. Деформация рычагов подвески. Причиной такого рода поломки можно назвать низкое качество материала, из которого изготовлена деталь. Проявляется, как правило, при наезде на высокое препятствие или наоборот, въезде в глубокую яму. При достаточно серьезной поломке, появляется характерная вибрация от работы двигателя. Обслуживание на СТО заключается в снятии деформированного рычага, замене вышедших из строя деталей или полной замене оборудования.
2. Изменение углов установки передних колес. Зачастую это происходит в результате изнашивания шарниров передней подвески и приводит к ухудшению вращения колес, чрезмерному расходу топлива. При такой поломке помогает регулировка развала схождения.
3. Износ или поломка амортизатора, нарушение герметичности. Происходит из-за длительной работы, большой нагрузки или попадания мусора. При перемещении жидкости, неисправно работающие клапаны подвержены излишней нагрузке, что со временем приводит к их поломке — образовании течи. Использование неисправных амортизаторов может серьезно навредить транспортному средству, вплоть до разрушения деталей подвески.
4. Поломка опоры амортизатора. Обычно происходит по двум причинам: а) в опоре изнашивается резина; б) выходит из строя подшипник. Характерным признаком поломки является стук, даже при езде по незначительным неровностям.
5. Износ креплений подвески. Крепления можно отнести к расходному материалу, во время эксплуатации их износ неизбежен. Своевременная замена не позволит разрушениям перейти на остальные детали.

Основной причиной поломок подвески является некачественное дорожное покрытие. Кроме того, на срок службы агрегата влияет стиль вождения водителя, качество технического обслуживания или низкопробные комплектующие.

Изучив строение, принцип работы и характеристики подвески, мы можем сделать вывод, что это сложный механизм, требующий внимательного контроля и качественного обслуживания, прежде всего, в целях безопасности в пути. Подвеска оказывает огромное влияние на работу всего автомобиля и условий вождения. Классификация подвесок разнообразна, поэтому каждый сможет выбрать авто по своим критериям.

Компьютерная диагностика ходовой части автомобиля

Современные автомобили оснащены множеством электроники. Поэтому диагностика на глаз не всегда способна выявить все неисправности. Требуется использовать компьютерную технику для детального обследования технического состояния машины.

Использование специального программного обеспечения для диагностики автомобиля оправданно в случаях:

1. Индикатор на приборной панели свидетельствует об ошибках.
2. Неисправности проявляются во время торможения или движения транспорта.
3. Иногда нужно обновить прошивку электронных узлов, чтобы устранить ошибки или повысить эффективность работы автомобиля.

Также компьютерную диагностику используют в качестве профилактической меры для выявления негативных изменений в узлах и агрегатах машины. Оптимально проводить этот вид обслуживания с периодичностью раз в год. Весьма полезной будет эта диагностика перед покупкой подержанного автомобиля, чтобы выявить все скрытые неисправности.

Этот вид обследования транспортного средства отличается высокой технологичностью. От оператора требуются профессиональные знания. При помощи специализированного программного обеспечения считывается состояние разных электронных узлов авто и анализируются ошибки. Затем происходит выявление неисправностей.

Компьютерная диагностика ходовой требует наличия следующего оборудования:

• Автосканер. Подключается к электронным блокам автомобиля и считывает с них информацию. Определяет, какие ошибки возникали во время работы этих узлов, очищает буфер ошибок. Отображает массу полезной информации о работе автомобиля.
• Компьютер, планшет, смартфон или ноутбук. Устройство обязательно должно иметь программы для работы с информацией, полученной от автосканера. На основе полученных данных специалисты автосервиса выявляют проблемные детали и узлы машины.
• Кабели, переходники, USB-шнуры. Нужны для сопряжения цифровых интерфейсов автомобиля и компьютера. Именно с их помощью происходит передача информации. Обычно подключаются к разъемам, расположенным на приборной панели и на отдельных агрегатах.

В зависимости от производителя автомобиля применяются разные типы автосканеров. Существуют более универсальные модели типа OBD2, способные работать с целым перечнем автомобилей. Наиболее популярные программы для автосканеров на сегодняшний день такие:

• Uniscan подходит для автомобилей из США, Европы, Японии, Кореи выпуска до 2001 г. производства;
• Vagcom, VagTool применяются для работы с немецкими и чешскими машинами («Фольксваген», «Ауди», «Шкода»);
• «Мотор-Тест» работает с отечественными автомобилями.

Диагностика автомобиля состоит из нескольких этапов, на каждом из которых проверяется один из агрегатов машины. Такой подход позволяет минимизировать погрешности определения неисправностей.

Диагностику ходовой части автомобиля проводят, когда выявлен неравномерный износ шин, появились нехарактерные звуки во время эксплуатации машины. Также к тревожным признакам можно отнести люфт руля и некорректную работу системы АВС.

Основные этапы выполнения диагностики:

• имитация на специальном стенде нагрузок на ходовую часть, соответствующих движению автомобиля;
• чтение при помощи сканера информации с электронных узлов машины и передача данных на компьютер;
• анализ полученной информации и сравнение ее с эталонными данными при помощи программных средств.

Результатом этих действий является получение списка неисправностей в ходовой части машины. Метод позволяет диагностировать амортизаторы, опоры и рулевые тяги, углы отклонений колес, тормоза. Оценивается износ деталей и его влияние на работоспособность.

Компьютерная диагностика выявляет дефекты в подвеске, шинах, раме и блоке мостов. Она применяется в следующих случаях:

• возникновение гула во время движения по неровным дорогам;
• ухудшение тормозных свойств;
• если машину уводит в сторону во время торможения;
• аналогичное поведение при прямолинейном движении.

Имитация движения происходит на специальном вибростенде. Параметры работы ходовой части считываются при помощи сканера. Далее в программе происходит сравнение полученных измерений с эталонными данными.

Элементы подвески

• Шаровые опоры. Крепления рычагов передней подвески к узлу ступицы.
• Тяга Панара — наклонная тяга, фиксирующая боковое смещение подвески относительно кузова. Крепится одним концом к правому лонжерону, другим концом — к балке заднего моста недалеко от левой ступицы (или же к левому лонжерону и правой ступице). Простейший и самый дешевый способ устройства задней пружинной подвески. Не применяется на рессорных подвесках ввиду наличия у рессор жесткости в латеральном (поперечном) направлении. Серьёзным недостатком является уход моста влево-вправо относительно кузова при работе подвески в вертикальном направлении.
• Механизм Скотта-Рассела. Более совершенная замена тяги Панара. Место закрепления тяги к балке исполняется с возможностью проскальзывания конца тяги в горизонтальном пазу на балке. Добавлена вторая тяга, связывающая центр первой тяги с точкой прикрепления на балке, находящейся строго под точкой прикрепления первой тяги к кузову и с противоположной стороны автомобиля от паза между первой тягой и балкой. Исключает боковые движения моста при работе подвески. Применяется американскими самодельщиками и тюнингаторами для дорожных ракет и автомобилей с относительно малыми ходами балки моста. Применяется на некоторых японских автомобилях (Nissan Almera, Bluebird, Primera) и проч.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Работающий на кручение торсион, предназначенный для создания сопротивления крену автомобиля. Закрепляется в ступичном узле левого колеса, далее проходит в направлении движения до шарнирного узла крепления к кузову, далее в латеральном (поперечном) направлении к противоположному борту автомобиля, где крепится зеркально аналогично первому борту. Отрезки торсиона, проходящие в направлении движения, работают как рычаги при работе подвески в вертикальном направлении. При отсутствии крена оба отрезка поворачиваются на один и тот же угол, торсион не скручивается и проворачивается в узлах крепления к кузову как целое. При крене автомобиля левый и правый отрезки торсиона поворачиваются на различные углы, скручивая торсион и создавая упругий момент, сопротивляющийся крену. На зависимых задних подвесках часто отсутствует, вместо этого продольные рычаги прикрепляются к балке жестким соединением, способным передавать крутящий момент. Таким образом, вся балка в сборе с продольными рычагами выполняет роль торсиона. На передних подвесках Макферсон «рычажные» отрезки торсиона часто применяются как один из 2 нижних рычагов подвески, также передавая продольные (в направлении движения) силы от ступицы на кузов.

Типы торсионных подвесок

У конструкторов появилось новое техническое средство для реализации различных компоновочных схем автомобиля. Поэтому сейчас можно встретить полностью независимые и полузависимые подвески, которыми оснащаются автомобили самых разных классов.

Передняя независимая

Данный тип получил распространение на гоночных автомобилях (например, Porsche), коммерческих грузовиках и внедорожниках. Для крепления колеса и ступичного узла используют двойные рычаги, а роль пружины выполняет размещенный вдоль кузова торсион. Регулируя его длину, толщину и угол установки можно поднимать или опускать кузов, настраивать подвеску для конкретных дорожных условий.

В дополнение к основному торсиону устанавливают амортизаторы для гашения колебаний, стабилизатор поперечной устойчивости. По управляемости автомобиль с передней независимой подвеской не уступает, а иногда даже превосходит машины с амортизаторной стойкой типа МакФерсон.

Задняя независимая

Задняя независимая торсионная подвеска отличается от такой же передней. Типичным представителем авто с такой схемой является Рено 16. В нем была реализована конструкция с двумя поперечными упругими стержнями, причем один из них находился позади другого. Соответственно точки крепления рычагов подвески левого и правого колеса были несколько смещены относительно друг друга.

В результате получилась очень компактная и прочная подвеска, увеличилось багажное отделение, но управляемость из-за разной базы задних колес оставалась неважной. Другим примером задней независимой подвески является использование продольных штанг и отдельные рычаги для левого и правого колеса

На легковых машинах большого распространения данная схема не получила, зато часто встречается на легковых прицепах и спецтехнике.

Задняя полузависимая

Гибридная конструкция, сочетающая упругие свойства торсиона и жесткой поперечной балки. В этом случае два продольных рычага соединены одним упругим улементом, поэтому при сжатии одного колеса усилие частично передается на второе. Это не дает полной свободы обоим колесам, но управляемость и поведение автомобиля на дороге заметно улучшается в сравнении с полностью зависимой.

U-образная торсионная балка всегда работает в сочетании с пружиной и амортизатором. В настоящее время широко применяется на всех бюджетных переднеприводных автомобилях – ВАЗ, Тойота, Фольксваген, Рено и многих других.

Виды подвесок

Если вы думаете, что количество разновидностей этого узла ограничивается двумя-тремя наименованиями (как это имеет место в отношении двигателя или коробки), то глубокого ошибаетесь.

Только по типу конструкции различают следующие разновидности подвески:

• типа McPherson;
• двухрычажные/многорычажные;
• независимые/зависимые;
• полузависимые;
• адаптивные;
• типа «Де Дион»;
• задние зависимые.

Заметим, что речь идёт не о модификациях, а о зачастую принципиально разных конструкциях, одни из которых обеспечивают мягкость хода, другие более надёжны, третьи обеспечивают улучшенную управляемость автомобиля. В дальнейшем мы попробуем выяснить, какая подвеска для автомобиля лучше в условиях плохих дорог, жесткая или мягкая, а также опишем лучшие способы построения задней подвески.

В самом общем случае можно выделить следующие крупные узлы любой подвески:

направляющие элементы, которые как раз и служат для соединения колёс с кузовом

Именно они первые воспринимают момент движения от колёс (неважно, в каком направлении) и передают его на корпус машины. Если быть конкретным, то к направляющим элементам относятся различные рычаги крепления и подсоединения других деталей подвески;
упругий элемент

Его задача – быть первым барьером на пути колебаний (преимущественно ориентированных вертикально), передаваемых от колёс через направляющие элементы. Большая часть нагрузки воспринимается металлическими упругими элементами – пружинами, торсионами, рессорами (да, они всё ещё в ходу, преимущественно на грузовых авто), продольные и поперечные колебания гасятся в основном резиновыми элементами (отбойниками, буферами). Существуют также упругие элементы гидропневматического (рабочий элемент – жидкость и азот) и пневматического (сжатый воздух) типа;
гасящее устройство – второй, являющийся основным, автомобильный амортизатор. Его задача – по мере возможности полностью погасить колебания, которые переданы от упругого элемента. Принцип работы – гидравлический, но конструкция такого амортизатора может быть разной;
стабилизатор поперечной устойчивости используется для компенсации боковых кренов, возникающих при прохождении поворотов. Принцип действия этого элемента – распределение веса автомобиля на разные колёса в зависимости от конкретной ситуации. Может присутствовать только на передней оси или на обеих;
опора – элемент, устанавливаемый только на задней оси, служащий для восприятия нагрузки от колеса и перераспределения её между рычагами и собственно амортизатором. На передней оси аналогом опоры является «поворотный клак».

Большинство из нас уверено, что спереди оптимальным вариантом является подвеска типа МакФерсон. Мы подвергнем анализу это предположение, а также выясним, какая подвеска лучше для задней оси.

Но для начала стоит рассмотреть принцип действия, преимущества и недостатки основных типов эластичных элементов.

Ходовая часть автомобиля

Виды зависимых подвесок

В зависимости от применяемых упругих элементов меняется вся схема подвески. Дополнительное усложнение начинается, когда конструкторы стремятся максимально уменьшить влияние врождённых недостатков зависимой подвески или увеличить её прочность и грузоподъёмность.

На продольных рессорах

Самая распространённая схема для грузовиков и прочих автомобилей середины 20 века. Обычно применяются рессоры полуэллиптического типа, сменившие ранее использовавшиеся полные рессорные эллипсы на каретах и первых автомобилях.

Рессора представляет собой дугообразный набор из листов рессорной стали, собранных в пакет с помощью хомутов. Иногда между листами находятся пластиковые противоскрипные шайбы. Они же уменьшают нежелательное трение между листами, которое снижает комфорт на мелких неровностях. Рессора крепится к балке моста с помощью U-образных стремянок, стянутых гайками.

На автомобилях высокой проходимости с целью максимального поднятия кузова над дорогой рессоры могут быть расположены поверх балки, но типичной стала конструкция, где они находятся под ней. Так автомобиль более устойчив за счёт снижения центра тяжести.

Тянущее и толкающее усилие от моста на кузов передаётся через те же рессоры, обладающие высокой прочностью. На концах рессор расположены кронштейны с резиновыми втулками, которые могут перемещаться, компенсируя изменение длины рессоры при сжатии.

Других тяг и рычагов в подвеске нет. Амортизаторы закреплены через сайлентблоки между балкой и кузовом автомобиля или рамой.

На поперечных рессорах

Расположение одиночной рессоры для всей оси поперёк кузова применялось очень давно и сейчас уже не встречается. Такая схема не имеет достаточной жёсткости в продольном направлении, поэтому исчезла с появлением на автомобилях мощных двигателей и эффективных тормозов.

Поперечная рессора не выдерживала никакой критики с точки зрения компоновки и не давала никаких преимуществ. Чисто музейная конструкция.

С направляющими рычагами

Несмотря на рекордную простоту и дешевизну конструктива, использование рессор не могло обеспечивать нужный комфорт. Если на грузовиках или армейских джипах это не было приоритетным, к тому же их большая масса уменьшала недостатки, то для лёгких пассажирских машин требования плавности хода во всех условиях вызвали необходимость применения спиральных пружин.

Они обладают гораздо меньшим внутренним трением, а с задачами демпфирования гораздо лучше справляются гидравлические амортизаторы.

Но пружина не имеет продольной и поперечной жёсткости, поэтому балку пришлось подвешивать на системе тяг и рычагов. Чаще всего применяется пятирычажная конструкция.

В ней имеются четыре продольные и одна поперечная тяги. Внешне это отдалённо напоминает полуэллиптические рессоры, но тут их способности упруго отрабатывать вертикальные нагрузки, жёстко сдерживая продольные, поперечные и скручивающие, разделены между пружинами и тягами. Тяга, удерживающая мост от поперечного смещения, была названа тягой Панара.

Именно в тяге Панара скрывается один из самых существенных недостатков этой схемы. Работая под переменным углом, она вызывала смещение моста в поперечном направлении при вертикальных колебаниях подвески.

Проявлялось это в забросах кузова в стороны, что могло привести к потере управляемости на большой скорости. Поэтому иногда в систему тяг вводят дополнительные конструкции вроде параллелограмма Уатта, компенсирующие этот эффект.

Балансирная подвеска

В многоосных грузовых автомобилях с целью упрощения конструкции при одновременном повышении плавности хода используется подвеска, в которой на каждую пару близко расположенных колёс одной стороны приходится одна продольная рессора.

Каждый её конец соединён с балкой соответствующей оси, а скручивающие усилия воспринимают на себя расположенные ниже мостов балансирные рычаги.

Подвеска получается достаточно компактной и прочной, сочетая относительную плавность хода с большой грузоподъёмностью.

Отличительная её черта – наличие продольной связи между колёсами. У прочих зависимых схем связь исключительно поперечная.

Иные виды

Выше рассмотрены основные виды подвесок, применяемые на автомобилях. Но типов их несколько больше, хотя остальные сейчас не используются. Такой к примеру, является подвеска «ДеДион».

В целом, «ДеДион» отличалась не сколько конструкцией подвески, а устройством трансмиссии заднеприводных автомобилей. Суть разработки сводилась к тому, что главная передача была вынесена из конструкции заднего моста (она жестко крепилась к кузову, а передача вращения выполнялась полуосями со ШРУСами). Сама же задняя ось могла иметь как независимую, так и зависимую подвеску. Но из-за ряда негативных качеств этот тип на авто широкого распространения не получил.

Подвеска De Dion

Также стоит упомянуть об активной (она же – адаптивная) подвеске. Она не является каким-то отдельным типом, а является, по сути, независимой подвеской, и отличается от описанных выше некоторыми конструктивными нюансами.

В этой подвеске используются амортизаторы (гидравлические, пневматические или комбинированные) с электронным управлением, что позволяет в некотором роде менять параметры работы этого узла – повышать и понижать жесткость, увеличивать клиренс.

Но ввиду сложности конструкции встречается она очень редко и только на автомобилях премиум сегмента.

Основные элементы магнитной подвески.

Каждая электромагнитная подвеска состоит из определенного набора компонентов, обеспечивающих выполнение главной ее задачи:

• Упругие конструкции, обладающие возможностью приема и передачи приложенных по вертикали сил.
• Направляющие конструкции, формирующие схему движения колес транспорта, а также обеспечивающие связь колесного ряда между собой. Направляющие также отвечают за прием и передачу сил, приложенных по горизонтали.
• Амортизирующие элементы, основная задача которых заключается в понижении силы колебаний кузова при перемещении на плоскости дороги.

Обычные представители современных подвесок состоят из множества элементов, каждый из которых может выполнять широкий ряд задач. Но в то же время это поразительно сложные механизмы, каждая составляющая которого обладает уникальными свойствами. Такой подход к технологиям производства подвесок обеспечивает хороший прирост в показателях управляемости, комфортабельности и устойчивости транспортного средства.

ЭМ-подвески также обладают всеми вышеперечисленными компонентами, только в более совершенном, технологически улучшенном их варианте. Магнитная подвеска – это особый механизм, основой которого является электрический двигатель. Двигатель обладает двумя режимами хода, обеспечивающихся наличием упругого и демпфирующего элемента. За переключение между ними отвечает особый микроконтроллер. За счет подобной конструкции ЭМ-подвеска способна исполнять роль обычного автомобильного амортизатора.

Виды независимых подвесок

МакФерсон

Данная подвеска является самой распространенной. Она устанавливается на передней оси в практически во всех современных машинах. В ней нижний рычаг соединяется со ступицей с помощью шаровой опоры. Также в зависимости от конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. Амортизационная стойка с пружиной крепится к ступичному узлу, а верхняя опора закрепляется непосредственно на кузове. В роли стабилизатора выступает поперечная тяга. Она также крепится на кузове. Ее основная задача – противодействие крену машины. Поворот колеса в этом случае будет осуществляться за счет подшипника чашки стойки-амортизатора и нижнего шарнира.

Задняя система выполнена по аналогичному сценарию. Однако в этой части не допускается возможность поворота колес. Вместо нижнего рычага здесь размещены поперечные и продольные тяги, которые фиксируют ступицу. Недостатком такой системы можно назвать среднюю управляемость. При этом достоинств у нее больше. Подвеска МакФерсон достаточно проста в конструктивном отношении, отличается компактными размерами, надежностью и бюджетной стоимостью обслуживания.

Передняя двухрычажка

Конструктивно двухрычажка гораздо сложнее и отличается более высокой эффективностью. Здесь в роли верхней точки крепления выступает второй поперечный рычаг. У задней подвески строение аналогичное. Все автомобили, оснащенные подобной системой, демонстрируют высокий показатель управляемости.

Пневматическая

В этой системе главенствующую роль играют пневмобаллоны, которые заменяют стандартные пружины. Внутри них находится сжатый воздух. Пневмоподвеска выделяется тем, что благодаря ей у автомобилиста появляется возможность с помощью бортового компьютера регулировать высоту кузова. Также система улучшает плавность хода транспортного средства. Встретить такую конструкцию можно исключительно на авто, относящихся к премиальному сегменту.

Гидравлическая

В этой конструкции стойки соединены в единый замкнутый круг с гидравлической жидкостью. В такой системе также есть возможность регулировать высоту клиренса, но при этом дополнительно можно еще и управлять жесткостью. Делается это с помощью электроники через экран бортового компьютера или специальными физическими переключателями.

Электромагнитная

У такой подвески вместо амортизаторов установлены электромагниты. Чаще всего встретить данную конструкцию можно на машинах премиального класса. Так как электромагниты потребляют большое количество энергии, то подобная система, как правило, совмещается с гидравлической. Таким образом экономится заряд аккумуляторных батарей.

Спортивная или винтовая

Колойверы или винтовая подвеска состоит из амортизационных стоек, жесткость которых можно настроить непосредственно на машине. Нижний упор пружины имеет резьбовое соединение. Это позволяет регулировать ее высоту и величину клиренса. В гоночных автомобилях с открытыми колесами устанавливают специальные подвески типа push-rod и pull-rod. Они базируются на двухрычажке. Основная особенность таких систем заключается в том, что демпфирующие элементы установлены внутри кузова.