На подвійних поздовжніх важелях

У цій підвісці з кожного боку є по два поздовжніх важеля. Як правило така підвіска застосовувалася на передній осі порівняно малошвидкісних задньомоторних автомобілях — характерними прикладами її використання є «Volkswagen Käfer» і перші покоління «Volkswagen Transporter», ранні моделі спорткарів «Porsche», а також мотоколяска С-3Д і «Запорожець».

Всі вони мали по суті загальну конструкцію (так звана «система Порше», в честь винахідника) — в якості пружних елементів застосовувалися розташовані один над одним поперечні торсіонні вали, що з'єднують пару важелів, причому торсіони були поміщені в поперечину підвіски труби, що утворилась (у пізніх моделей «Запорожця» крім торсіонів в якості додаткових пружних елементів застосовувалися також циліндричні виті пружини, розташовані навколо амортизаторів).

Головною перевагою такої підвіски є велика компактність в поздовжньому і вертикальному напрямках. Крім того, поперечина підвіски розташована далеко попереду осі передніх коліс, завдяки чому з'являється можливість сильно винести салон вперед, розмістивши ноги водія і переднього пасажира між арками передніх коліс, що дозволяло істотно скоротити довжину задньомоторного автомобіля. При цьому, однак, розташований спереду багажник опинявся досить скромним за обсягом, саме через винесену далеко вперед поперечки підвіски.

З точки зору кінематики ця підвіска недосконала: в ній відбуваються хоча і менші в порівнянні з одинарними поздовжніми важелями, але все ж суттєві зміни колісної бази при ходах відбою і стиснення, і так само присутня сильна зміна розвалу коліс при нахилах кузова. До цього слід додати, що важелі в ній повинні виносити великі згинальні і крутильні навантаження з боку як вертикальних, так і бічних сил, що змушує робити їх досить масивними.

На подвійних поперечних важелях [

У цій підвісці з кожного боку автомобіля розташовано два поперечних важеля, внутрішні кінці яких рухомо закріплені до кузова, поперечині або рамі, а зовнішні з'єднані зі стійкою, що несе колесо — як правило поворотною в передній підвісці і неповоротною в задній.

Зазвичай верхні важелі коротше нижніх, що забезпечує вигідне з точки зору кінематики, зміну розвалу коліс у бік більшого негативного при ході стиснення підвіски. Важелі можуть бути як паралельні один одному, так і перебувати один щодо одного під певним кутом в подовжній і поперечній площинах. Нарешті, один з важелів або вони обидва можуть бути замінені поперечною ресорою (про такий тип підвіски див. нижче).

Фундаментальна перевага такої підвіски — можливість для проектувальника шляхом вибору певної геометрії важелів жорстко поставити всі основні установні параметри підвіски — зміна розвалу коліс і колії при ходах стиснення і відбою, висоту поздовжнього і поперечного центрів нахилу, і так далі. Крім того, така підвіска нерідко повністю монтується на поперечині, що кріпиться до кузова або рами, і таким чином являє собою окремий агрегат, який може бути цілком демонтований з автомобіля для ремонту або заміни.

З точки зору кінематики і керованості подвійні поперечні важелі вважаються найдосконалішим типом направляючого апарату, що обумовлює дуже широке поширення такої підвіски на спортивних і гоночних автомобілях. Зокрема, всі сучасні боліди «Формули-1» мають саме таку підвіску як спереду, так і ззаду. Більшість спортивних автомобілів і представницьких седанів в наші дні також використовують цей тип підвіски на обох осях.

Якщо підвіска на поперечних важелях використовується для підресорювання поворотних коліс, її конструкція повинна забезпечувати їх поворот на необхідні кути. Для цього або саму стійку, що з'єднує важелі, виконують поворотною, використовуючи для її з'єднання з важелями спеціальні кульові шарніри з двома ступенями свободи (їх часто називають «кульові опори», але насправді опорою з них є тільки нижній шарнір, на який стійка дійсно спирається), або стійка виконується неповоротною і гойдається на звичайних циліндричних шарнірах з одним ступенем свободи (наприклад, різьбових втулках), а поворот коліс забезпечується за рахунок обертового в підшипниках вертикального стрижня — шкво́рня, що грає роль реально існуючої осі повороту коліс.

Навіть якщо в підвісці конструктивно відсутні шкворні, і стійка виконана поворотною на кульових шарнірах — все одно часто говорять про шкворні («віртуальному») як осі повороту коліс, а також про кути його нахилу — поздовжньому («кастер») і поперечному.

В даний час шкворні використовуються як правило в підвісках вантажівок, автобусів, важких пікапів і позашляховиків, а в підвісках легкових автомобілів при необхідності забезпечення повороту коліс застосовуються стійки з кульовими шарнірами, оскільки вони не вимагають частого змащування.

Пружинні

Передня підвіска на подвійних поперечних важелях

Задня підвіска автомобілів «Ягуар» (1961–1996 роки), в якій роль верхніх важелів відіграють півосі

Класичний варіант передньої незалежної підвіски для легкових автомобілів. В якості пружного елементу використовуються гвинтові пружини, як правило розташовані між важелями, рідше — винесені в простір над верхнім важелем і спираються на бризковики крила, як у підвісці макферсон.

Головна перевага — можливість задати за рахунок геометрії важелів потрібну мінімальну зміну розвалу і колії коліс в ході роботи підвіски.

З'явилася в тридцятих роках і швидко стала основним типом передньої підвіски на легкових автомобілях. До поширення в сімдесятих-вісімдесятих роках менш вдалої з точки зору геометричних параметрів і кінематики, але дешевої і компактнішої підвіски макферсон для передньої підвіски легкових автомобілів використовувалась найчастіше.

В даний час таку підвіску мають тільки порівняно дорогі автомобілі, наприклад Audi A4 або дорогі серії автомобілів Jaguar, причому як правило відразу і на передній, і на задній осі.

Торсіонні

В якості пружних елементів використовуються поздовжньо розташовані торсіони — стрижні, що працюють на скручування. Як правило торсіони кріпляться до нижніх важелів.

Торсіони можуть розташовуватися як повздовж (в цьому випадку вони служать одночасно і осями важелів), так і поперечно (у другому випадку кожен з них може бути уподібнений принципу дії стабілізатора поперечної стійкості в традиційній підвісці, з тією різницею що поперечні торсіони мають з одного боку нерухоме кріплення, а стабілізатор закріплений лише на важелях підвіски, в точках ж кріплення до рами або кузова він може вільно провертатися, тому стабілізатор і не працює при стисканні або відбої підвіски одночасно з двох сторін — тільки при різнойменному ході протилежних коліс)

Така передня підвіска використовувалася на багатьох автомобілях фірм Packard ^?!, Chrysler та Fiat починаючи з п'ятдесятих років, радянських легкових ЗіС і деяких моделях французької фірми Simca^[en], створених в роки співпраці з «Крайслером» (наприклад Simca 1307^[en]).

Характеризується високою плавністю ходу, компактністю (що наприклад дозволило на «Simca» розмістити між важелями приводи передніх коліс).

Ресорні

У цій підвісці як пружний елемент використовуються поперечні ресори (одна або дві). Поперечна ресора може бути закріплена в двох точках або в одній. Жорстко закріплена в одній точці (центрально) поперечна ресора має меншу піддатливістю в поперечному напрямку, але більшою в поздовжньому порівняно із закріпленою в двох точках. Закріплена в двох точках поперечна ресора працює як Sway bar, часто взагалі виключаючи його з конструкції підвіски.

При цьому ресора може додатково виконувати функцію одного з важелів (як правило, верхнього) або навіть обох (як показано на ілюстрації). У цьому випадку через значно більшу піддатливість ресори в поздовжньому і поперечному напрямках у порівнянні з важелями на різьбових або гумометалевих (сайлентблоках) шарнірах геометрія підвіски сильно змінюється в ході її роботи, що негативно позначається на керованості автомобіля.

Тому підвіска з двома поперечними ресорами або з поперечною ресорою знизу і важелями зверху застосовувалася лише до сорокових —п'ятдесятих років, а згодом — тільки на легких задньомоторний автомобілях з відносно малонавантаженим передком (наприклад Fiat 600. Підвіска з двома поперечними ресорами іноді застосовувалася також на тракторах і малошвидкісній сільськогосподарській техніці завдяки своїй дешевизні і простоті (показано на ілюстрації).

Також зрідка застосовувалася схема підвіски на чотирьох (по дві на борт) поперечних напівресорах, або чвертьеліптичних ресорах, наприклад на довоєнних легкових автомобілях Packard ^?!. Чвертьеліптичні ресори набагато менш піддатливі в подовжньому і поперечному напрямку, ніж напівеліптичні, але в порівнянні зі справжньою підвіскою на поперечних важелях — все ж зайве. Крім того, вони досить жорсткі у вертикальному напрямку, що ускладнює створення комфортабельного автомобіля з плавним ходом.

Розташована зверху поперечна ресора піддається меншим навантаженням порівняно з розташованою знизу, тому компоновка підвіски з поперечною ресорою зверху і поперечними важелями знизу була поширеніша. Її часто використовували в передній підвісці передньопривідних автомобілів, оскільки на них між важелями проходять приводи передніх коліс, часто не залишаючи місця для пружин. В цьому випадку підвіска на поперечній ресорі виявлялася порівняно вдалим, економічним і недорогим рішенням для малошвидкісних автомобілів.

Наприклад, на передньопривідному Ford Taunus поколінь P4 і P6 (1962–1970) використовувалася саме така схема передньої підвіски — трикутні А-подібні важелі з дуже великою базою знизу і поперечна ресора зверху. При його максимальній швидкості, що ледь перевищувала 120 км/год, її вистачало для збереження адекватної керованості автомобіля, при цьому передня підвіска була досить простою і дешевою. Приблизно так само була організована передня підвіска і на італійських передньопривідних автомобілях Autobianchi Primula та Autobianchi A111, а також — і передня, і задня на західнонімецькому легкому військовому всюдиході Volkswagen Iltis.

З широким розповсюдженням в сімдесяті роки підвіски типу «Макферсон» для передніх провідних коліс легкових автомобілів і пружинно-амортизаторних стійок, які можна було розмістити в підвісці з двома поперечними важелями над верхнім важелем, залишивши місце для приводів коліс (Renault 12,Renault 18, Dacia 1300 і т. д.), підвіски на верхній поперечної ресорі вийшли з вжитку.

Найбільш же технічно досконалим типом такої підвіски є підвіска з двома поперечними важелями з кожного боку і прикріпленою до однієї з пар (верхньої або нижньої) поперечної ресорі (на ілюстрації). Така підвіска по суті не має суттєвих відмінностей від підвіски з подвійними поперечними важелями і пружинами або торсіонами, ресора в ній відіграє роль виключно пружного, а не направляючого, елемента.

Головна її перевага — відносна компактність поперечної ресори, що зробило її вигідним вибором для конструкторів спорткарів зважаючи на компонувальні переваги. Наприклад, на Chevrolet Corvette останніх поколінь в передній і задній підвісках використовуються поперечні ресори, розташовані під нижнім важелем і шарнірно з'єднані з ним (чи з верхнім важелем, залежно від моделі). Так само використовувалися поперечні ресори в підвісках таких автомобілів, як Opel Kadett і в Fiat 127, Fiat 128 та Fiat Ritmo. У передній підвісці Lancia Flavia використовувалася поперечна ресора, розташована над верхніми важелями і шарнірно з ними поєднана. Поперечна ресора з композитного матеріалу використовується як пружний елемент в задній підвісці деяких сучасних моделей фірми Volvo і недавно існуючих фірми Cadillac, що дозволило заощадити місце в багажному відділені.

Гідропневматичні та пневматичні

В якості пружних елементів використовуються пневмобаллони (лоурайдери, дуже багато моделей легкових автомобілів північноамериканського виробництва кінця п'ятдесятих років, деякі історичні моделі Mercedes-Benz, Austin, Borgward та інших фірм) або гідропневматичні пружні елементи (знамениті підвіски фірми Citroën, зав'язані в єдину гідросистему з гідропідсилювачем керма і гальмами, здатні у великому діапазоні змінювати дорожній просвіт автомобіля).

Найпоширеніший тип незалежної підвіски легкового автомобіля. Характеризується простотою, дешевизною, компактністю і порівняно оптимальною кінематикою.

В останні десятиліття спостерігається тенденція до заміни її на досконалішу з подвійними поперечними важелями в підвісці порівняно дорогих автомобілів. Наприклад, на Audi 80 та Audi 100 використовувався «Макферсон» спереду (і напівзалежна підвіска із зв'язаними поздовжніми важелями ззаду), а на моделях, що їх змінили, Audi A4 та Audi A6 — вже підвіска на подвійних поперечних важелях, причому і спереду, і ззаду. На бюджетних же моделях «Макферсон» і зараз вважається оптимальним рішенням з точки зору поєднання економії, компактності і кінематики.

Торсіонно-важільна (із зв'язаними важелями)

Дуже поширений у наш час тип напівзалежної підвіски задніх коліс з двома поздовжніми важелями, з'єднаними працюючою на скручування торсіонною балкою. Була розроблена фірмою Audi в сімдесятих роках, після чого дуже широко використовувалася (і використовується зараз, як правило на бюджетних моделях) в якості задньої на передньопривідних автомобілях.

Активна підвіска

Пружний елемент пневмопідвіски

Активною називається підвіска, яка може змінювати положення і жорсткість пружних елементів по команді від пристрою керування, який у свою чергу отримує дані про стан кузова від різних датчиків. Основні види активної підвіски: пневматична, гідравлічна та пневмогідравлічна. Найбільш широке застосування активна підвіска отримала в автобусах і тролейбусах, де вона дозволяє уникнути нахилу кузова при нерівномірному розподілі пасажирів по салону, і у вантажівках. У легкових автомобілях застосовується рідше через складність і дорожнечу.

Використана література

· Раймпель Й. Шасси автомобиля./ Сокр. пер. 1 тома 4-го нем. изд В. П. Агапова; Под ред. И. Н. Зверева. — М.: Машиностроение, 1983. — 536 с.

· Раймпель Й. Шасси автомобиля: Элементы подвески. (Fahrwerktechnik: Federung Fahrwerkmechanik). / Перевод с нем. А. Л. Карпухина. Под ред. Г. Г. Гридасова. — М.: Машиностроение, 1987. — 288 с.

Дата добавления: 2015-11-28