Виды и типы подвесок автомобилей

Диагностика

Диагностика подвески автомобиля должна начинаться с поднятия капота:
Пока автомобиль надежно стоит на земле, осматривают, в каком состоянии находятся верхние опоры

В первую очередь здесь важно, какой зазор между чашкой и кузовом. Если он будет равным примерно полутора сантиметрам, то верхние подушки необходимо менять.
Далее машину раскачивают

Если она качнется более двух раз, амортизаторы пора заменить.
Машину поднимают и смотрят сбоку на амортизаторы. Важно, чтобы на них не было никаких подтеков.
Затем берут автомобиль за одно из колес и качают вправо-влево, вверх-вниз. В первом случае в передней подвеске автомобиля можно услышать стуки рулевых тяг или наконечников тяг. С помощью помощника можно узнать причину стука более подробней. Нужно хорошенько взяться за рулевую тягу и выяснить, где же люфт – в рулевой рейки или в наконечнике.
Если есть посторонние звуки при раскачивании колеса вверх-вниз, то пора менять шаровую опору. Но если звуки и отсутствуют, то не факт, что шаровая в порядке. Лучше убедится в ее исправности при помощи монтировки.
Колесо вращают. Это необходимо, чтобы узнать состояние ступичного подшипника. Далее колесо опять раскручивают, при этом одной рукой держатся за пружину. Если на ней будет вибрация, то подшипник скоро выйдет из строя.
При помощи монтировки под машиной проверяют сайлентблоки. Их двигают в продольном и поперечном направлении. Небольшой люфт допустим, но не более. Сильный износ шаровой опоры можно заметить, если двумя руками качать рычаг возле шаровой – никаких люфтов быть не должно. Эти люфты также заметны и в ходе движения автомобиля. При повороте руля, из-под передней части раздается характерный стук.
Под конец проверяют стабилизатор поперечной устойчивости подвески автомобиля ВАЗ – важно состояние втулок. Монтировку просовывают между подрамником и стабилизатором, а затем качают. Если втулка повреждена, стабилизатор будет гулять в ней. Также проверяют, как стабилизатор закреплен в рычагах.

Элементы ходовой части, обеспечивающие качественный контакт с покрытием

Бытует мнение, что качество контакта с поверхностью дороги зависит только от покрышек, упругих и демпфирующих узлов (амортизатора, пружин).

На практике не меньшее значение имеют дополнительные элементы ходовой части, взаимодействующие друг с другом и кинематикой направляющих устройств.

Так, для обеспечения достаточного уровня безопасности и комфорта в промежутке между кузовом и покрытием должны находиться следующие элементы:

Шины — устройства, которые первыми принимают на себя негативные воздействия ям или «наростов» на поверхности дорожного покрытия. Благодаря определенной упругости, покрышки уменьшают колебания и играют роль индикаторов состояния подвески. Если рисунок истирается неравномерно, это говорит о нарушении работы элементов ходовой части (к примеру, об уменьшении сопротивления подвески автомобиля).

Упругие детали (рессоры, пружины) — устройства, в задачу которых входит удерживание кузова транспортного средства на определенном уровне и поддерживание качественной связи машины с покрытием. Продолжительное применение этих изделий приводит к постепенному старению металла, его «усталости» из-за регулярных перегрузок. В итоге характеристики автомобиля, влияющие на уровень комфорта, ухудшаются. Изменению подвергается величина клиренса, параметр симметричности нагрузки, углы расположения колес и другие параметры

Важно понимать, что пружины, а не амортизаторы поддерживают массу машины. Если уменьшается дорожный просвет и транспортное средство «просаживается» без нагрузки, пора устанавливать новые пружины

Направляющие детали. К этим элементам ходовой части относятся торсионы, рессоры и рычажная система, обеспечивающие кинематику взаимодействия кузовной части и колес. Главной функцией узлов заключается поддержание перемещающегося вверх или вниз колеса в одной плоскости вращения. Другими словами, последнее должно находиться приблизительно в одной позиции, под 90 градусов к дороге. При нарушении геометрии направляющих узлов автомобиль становится непредсказуемым на дороге, протектор покрышек быстро изнашивается, уменьшается ресурс амортизаторов и других элементов подвески.

Вспомогательные упругие узлы автомобиля. Сюда можно отнести резинометаллические шарниры, которые часто называются буферами сжатия. В их задачу входит подавление вибраций и ВЧ колебаний, возникающих от взаимодействия металлических элементов ходовой части. Наличие этих узлов способствует повышению ресурса деталей подвески автомобиля, а именно амортизаторов. Вот почему так важно проверять состояние резинометаллических деталей, обеспечивающих соединение подвески. Чем лучше выполняют работу вспомогательные упругие элементы, тем дольше служат амортизаторы.

Стабилизатор поперечной устойчивости (СПУ) — элемент ходовой части автомобиля, необходимый для улучшения управляемости и снижения уровня крена ТС при вхождении в поворот. При резком маневре одна сторона транспортного средства прижимается к поверхности дороги, а вторая — наоборот, «отрывается» от покрытия. Задача СПУ — предотвратить этот отрыв и обеспечить достаточное прижатие «отрывающейся» стороны автомобиля к дороге. Кроме того, в случае наезда машины на препятствие СПУ закручивается и гарантирует быстрый возврат колеса на первоначальную позицию.

Элемент демпфирования (амортизатор) — устройство ходовой части, обеспечивающее гашение кузовных колебаний, возникающих из-за наезда на неровности дорожного покрытия, а также по причине появления инерционных сил. Амортизатор также ограничивает колебания неподконтрольных элементов (балки, мостов, шин, ступицы и прочих) по отношению к кузову. В итоге качество контакта колеса и поверхности дорожного покрытия улучшается.

Мы рассмотрели основные элементы ходовой части автомобиля, которые конструктивно отличаются друг от друга на разных моделях машин, но в итоге несут в себе основное назначение – обеспечить комфортное и безопасное движение транспортного средства.

Типы упругих элементов

В качестве аккумулирующих энергию материалов может применяться металл или газ. Ранее использовалась резина, сейчас её применение исключается по соображениям долговечности.

Пружины и рессоры

Пружины применяются спирального типа в форме цилиндра или более сложные, с переменным диаметром и шагом витков. Как правило, они работают на сжатие, боковые усилия не сдерживают, поэтому требуют полноценного направляющего аппарата. Зато, обладая минимальным внутренним трением, пружина не мешает настройке амортизаторов для обеспечения близкой к идеалу характеристики демпфирования.

Рессоры упрощают конструкцию, но массивны, имеют непредсказуемое внутреннее трение и пригодны для работы только в зависимых подвесках по компоновочным соображениям. В легковых автомобилях используются очень редко.

Торсионы

Особо выделяется подвеска, где упругим элементом служит скручивающийся металлический стержень или пакет пружинных листов – торсион. Иногда это обеспечивает компоновочные преимущества, а также позволяет легко регулировать предварительный натяг.

Пневматика и гидравлика

Наиболее продвинутые подвески дорогих автомобилей содержать эластичные пневмобаллоны со сжатым газом, иногда совмещённые с гидроцилиндрами. Преимущества такого типа – близкие к идеалу характеристики упругости, возможность оперативно регулировать жёсткость и положение кузова над дорогой, а также программировать связь между всеми колёсами через гидропривод. Это самый комфортный тип подвесок, но одновременно наиболее сложный и ненадёжный. Часто используется в качестве опции при комплектации автомобиля.

https://youtube.com/watch?v=1MllzERR_s8

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.

Устройство подвески автомобиля

Независимо от типа подвески, в состав любой из них входит набор самых основных деталей и компонентов, без которых представить работоспособное устройство не представляется возможным. В основную группу входят следующие типы:

• буфера упругости – служат анализаторами, которые обрабатывают неровности и полученную информацию передают на кузов машины. В состав подобных элементов входят элементы упругости вроде пружины, рессоры и торсионы, которые сглаживают возникающие колебания;
• распределяющие элементы – крепятся к подвеске и одновременно к кузову, что позволяет максимально передавать силу. Представлены в виде рычагов разных типов: поперечной тяги, сдвоенные и т.п;
• амортизатор – активно применяет метод гидравлического сопротивления, это устройство позволяет противостоять элементам упругости. Наиболее распространены амортизаторы трех видов: однотрубный, двухтрубный и комбинированный. Кроме того, классификация устройства делится на масляной, газомасляной и пневматического типа действия;
• штанга – обеспечивает стабилизацию поперечной устойчивости. Входит в сложный комплекс из опор и рычажных механизмов, крепящиеся к кузову, и распределяет нагрузку при выполнении маневров вроде поворотов;
• крепеж – представлен чаще всего в виде болтовых соединений и втулок. Наиболее распространенными элементами крепления являются шаровые опоры, а также сайлентблоки.

Типовая схема устройства подвески автомобиля

Какие подвески бывают

В связи с особенностями конструкции подвески принято разделять на 3 вида: зависимая, независимая и полунезависимая подвеска

Зависимая подвеска

Подразумевает жесткое соединение противоположных колес, при котором перемещение одного колеса в поперечной плоскости влечет за собой перемещение другого. В состав моста автомобиля входит жесткая балка, заставляющая колеса двигаться параллельно. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов использовались рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой.

Преимущества:

• невысокая стоимость
• легкость конструкции
• высокий центр поперечного крена
• постоянство развала и колеи

Другими словами, на ровной поверхности, не зависимо от раскачки, угол наклона колес относительно дороги не меняется, а машина имеет наилучшее сцепление с дорожным покрытием. На плохой дороге, к сожалению, это преимущество теряется, т. к. провал одного колеса влечет за собой провал и второго, в результате чего сцепление ухудшается.

Конструкция очень простая и надежная, потому широко используется для грузовых автомобилей и на задней оси легковых.

Полунезависимая

Включает в себя жесткую балку, которую торсионы удерживают на кузове. Эта конструкция делает подвеску относительно самостоятельной по отношению к кузову. Для примера можно изучить подвеску переднеприводного автомобиля ВАЗ.

Независимая подвеска

Предполагает автономную работу каждого колеса. Т.е. их перемещения не зависят друг от друга, что приводит к более плавному ходу. Независимая подвеска может быть как передней так и задней, и в свою очередь ее принято разделять на:

• Подвеска с качающимися полуосями — основным элементом конструкции выступают полуоси. При наезде на неровности колесо всегда сохранит перпендикулярное положение относительно полуоси.
• Подвеска с косыми рычагами — оси качания рычагов находятся под косым углом. Преимуществами такого вида прибора можно назвать уменьшение колебаний колесной базы и крена авто на поворотах.
• Подвеска на продольных рычагах — самый простой тип, среди независимых. Каждое колесо удерживается при помощи рычага, воспринимающего боковые и продольные усилия. Обычно рычаг крепится к кузову при помощи шарниров и обладает высокой устойчивостью. Недостаток такой подвески заключается в том, что на поворотах колеса наклоняются вместе с кузовом, создавая большой крен.
• С продольными и поперечными рычагами. Этот вид подвесок сложен в техническом плане и громоздок, поэтому слабо популярен (использовался на таких марках как Rover, Glas и т.д.).
• С двойными продольными и поперечными рычагами.
• Торсионно-рычажная подвеска — включает в свою конструкцию два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Используется на задней оси переднеприводных автомобилей, в современном автомоделировании в основном на бюджетных китайских моделях. Преимуществом считается надежность и простота, а недостатком — излишняя жесткость, лишающая комфорта пассажиров заднего ряда.
• Подвеска МакФерсон — самая распространенная схема передней подвески современных автомобилей. Это обусловлено небольшой шириной, легкостью и простотой конструкции. Однако у такой подвески есть и существенный минус: высокое трение в амортизаторной стойке и, как следствие, снижение фильтрации дорожных шумов и неровностей.
• Гидропневматическая и пневматическая подвеска. Роль упругих элементов исполняют пневматические баллоны и гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов.
• Адаптивная подвеска отличается тем, что степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от качества дорожного полотна, параметров движения и запросов водителя. Результатом можно отметить повышенную маневренность и безопасность.

Все подвески имеют свои положительные характеристики и недостатки. Некоторые до сих пор широко используются, а какие-то давно не актуальны.

Виды подвесок легковых автомобилей

Для легковых машин используют сочетания нескольких схем. Оптимальный вариант – установка зависимой системы на задние колеса и подвижной конструкции спереди.

Рессорные

Это механическая подвеска с упругими элементами — листовыми рессорами. Преимуществом схемы считают устойчивость к перегрузкам и плохим дорожным покрытиям.

Необходимость устанавливать дополнительные элементы и сложные устройства отпадает. Но есть один существенный недостаток – это недолговечность такой конструкции. При постоянной перевозке грузов или использовании прицепов рессоры проседают. Тогда во время езды вы будете слышать скрипение или дребезжание.

С направляющими рычагами

Востребованный вид подвески. Рычаги задают направление ведущему мосту во время движения. Чтобы система подрессоривания хорошо работала, верхние тяги устанавливают под углом. Такой прием увеличивает устойчивость машины во время поворотов.

С упорной трубой или дышлом

В этой схеме нагрузку принимает на себя часть защищающей кардан трубы. Чтобы конструкция работала без сбоев, кардан, проходящий через коробку передач, жестко фиксируют к передней части мостовой балки. Результатом использования этой схемы становится плавность хода и комфорт езды.

Де Дион

Это система относится к зависимым подвесным конструкциям. Колеса соединены балкой, а редуктор основной передачи закреплен на кузове. Чтобы улучшить управляемость колесами, их монтируют под небольшим углом.

Торсионная

Второе название этой системы – стержневая. Рабочие элементы – стержни или торсионы, имеющие разные сечения. Для изготовления последних используют в том числе и пружинную сталь. Такая конструкция усиливает свойства сцепления колес с дорожным покрытием.

С качающимися полуосями

Схема сборки системы с качающимися полуосями предполагает проведение установки на торцах. Роль упругого элемента выполняют пружины или авторессоры. Преимущество системы – стабилизация положения колеса относительно полуоси.

На продольных рычагах

Это альтернативная конструкция, где колеса прикреплены к рычагу, расположенному вдоль продольной оси автомобиля. Система запатентована «Порше». Однако в настоящее время в качестве основы почти не применяется.

Пружинная

Схема как для независимых, так и зависимых подвесок. Пружины конической формы смягчают ход автомобиля. Безопасность езды напрямую зависит от качества установленных пружин.

Дюбонне

Конструкция состоит из пружин, амортизаторов, а также цилиндрической формы кожуха. Основное преимущество системы – плавное и беспроблемное торможение.

На двойных продольных рычагах

Особенность конструкции заключается в том, что тяги установлены по бокам машины. Такая схема подходит для автомобилей с кормовым расположением двигателя.

На косых рычагах

Это модернизация описанной выше конструкции. Изменение коснулось расположения тяг. Размещенные под заданным углом относительно оси, они помогают минимизировать показатель крена при повороте.

Подвеска на косых рычагах

На двойных поперечных рычагах

Концы установленных по бортам машины поперечных тяг монтируются на раме подвижно. Такую подвеску можно устанавливать спереди или сзади.

На резиновых упругих элементах

Спиральные пружины в этой схеме заменены изготовленными из прочной резины блоками. Несмотря на стабильность, подвеска обладает низким показателем износостойкости.

Гидропневматическая и пневматическая

Упругими элементами в этих конструкциях выступают пневмобаллоны или гидропневматические элементы. Соединенные одним механизмом управления, они одновременно поддерживают размер просвета.

Многорычажные

Многорычажную систему чаще всего применяют на заднеприводных автомобилях. Сборка предполагает использование двойных поперечных тяг. Такой способ крепления эффективно меняет геометрию во время движения авто.

Свечная

В качестве упругого элемента в этой схеме выступает авторессора. Ее устанавливают поперек оси. Такое крепление направляющей позволяет поворотному кулаку с пружиной перемещаться по вертикали, что способствует плавному прохождению поворота. Система отличается надежностью и компактными размерами. Если колесо встречает препятствие, то перемещается вверх. Схема сборки сложна, поэтому используется нечасто.

Пневматические подвески

Пневматические подвески используют в современных автомобилях марок Audi, Mercedes-Benz, BMW и Porsche. Пневмобаллон представляет специальную вставку из полиуретана. Элемент находится внутри пружины. Основная функция – усиление свойств пружины с одновременной регулировкой жесткости. Рычагом контроля в этой сборке становится искусственное повышение или понижение давления внутри пневмобаллона.

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.

Подвеска с косыми рычагами

Подвеска с косыми рычагами была создана для повышения характеристик управляемости автомобиля в разных дорожных условиях. Такие рычаги в подвеске устанавливаются не строго параллельно кузову, под некоторым углом. Это не позволяет колесам разъезжаться. По сравнению с подвеской на продольных рычагах такая подвеска имеет ряд преимуществ.

Подвеска с косыми рычагами на сегодняшний день практически не используется. Подвеска с двойными продольными рычагами используется в основном на автомобилях с задним приводом. Торсионы в такой подвеске заключались в массивные металлические трубы, что не позволяло их использовать в компактных легковых автомобилях. Такой тип подвески в настоящее время почти не используется.

Подвеска с двойными поперечными рычагами имеет два крепежных подвижных элемента, крепящихся к кузову. При помощи выбора длины рычагов можно добиться улучшения параметров развала колес.

Жесткость и положение элементов в такой подвеске могут меняться по команде от блоков управления автомобилем. В такой подвеске имеются пневматические баллоны и гидравлические цилиндры. Производство подвески такого типа обходится дорого и подразумевает создание сложной конструкции. Поэтому в современных автомобилях подвеска с активной системой встречается редко.

Преимущества и недостатки независимой подвески

Небольшой вес независимой подвески – это основное ее преимущество. Чем меньше вес подвески, тем более высокими являются характеристики управляемости автомобиля в разных дорожных условиях. Колебания при преодолении ям и ухабов гасятся быстрее. В зависимости от условий эксплуатации автомобиля, рабочие параметры независимой подвески можно настроить оптимальным образом.

На больших скоростях при эксплуатации независимой подвески обеспечивается высокое сцепление с дорожным полотном. Независимая подвеска автомобиля имеет сложную конструкцию, это приводит к подорожанию производства, обслуживания и ремонта подвески. Добиться повышения эксплуатационных характеристик автомобиля можно путем использования элементов тюнинга.

В современных автомобилях используется несколько видов независимой подвески, у каждого типа имеются свои недостатки и преимущества. Однако старания инженеров приводят к существенному улучшению конструкции подвески и снижению трат на ремонт и обслуживание. Обычно при создании новой модели автомобиля выбирается оптимальный тип подвески, если нет возможности использовать новый тип подвески, используется схема модернизации более ранних типов подвески. Независимые подвески получили широкое распространение за счет выпуска новых моделей внедорожников и спортивных машин.

Вывод

Каждый тип подвески нашел свою нишу и хорошо себя там чувствует, и продолжает постепенно развиваться. Пожалуй, специалисты в области двигателей внутреннего сгорания окажутся не у дел раньше, чем водители подвески! А если серьезно, то пневмоподвеска считается самой совершенной. До сих пор его недостатком является сложность конструкции и цена. Но со временем, если ничего нового не изобретут, будущее за независимой пневмоподвеской. И старайтесь содержать подвеску в хорошем состоянии. Не стоит ездить с пустыми амортизаторами, погнутыми рычагами и пружиной, которая «просто сорвала виток с края».