Балка или многорычажка. что лучше? сравниваем заднюю подвеску

Из чего состоит

Устройство задней подвески автомобиля частично схоже с передним типом, особенно, когда речь идет о независимой схеме. В каждой из них есть элементы, выполняющие одинаковые функции:

Упругие – пружины или рессоры. Смягчение ударов колес о дорогу.
Гасящие – это амортизаторы. Они гасят колебания кузова, обеспечивают прижимную силу колеса к поверхности на поворотах и проездах препятствий.
Связывающие – они соединяют колеса с силовыми элементами кузова. Задают траекторию движения колес и автомобиля в целом. Это стабилизаторы, рычаги, тяги, стойки.

Те, кто знакомился с , уже знают назначение и принцип работы каждого из них. Я не вижу смысла описывать это повторно. Хочется отметить, что задняя подвеска любого транспортного средства является единым узлом. При выходе одной детали, весь узел перестает работать адекватно, поведение автомобиля на дороге ухудшается. Поэтому, при возникновении стука или люфта любого элемента, нужно проводить своевременный ремонт задней подвески автомобиля.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска — это самый исторически древний тип подвески: он применялся еще в древние времена на первых колесницах и каретах. Говоря попросту он представляет собой просто жесткое соединение колес между собой. Сегодня на машинах устанавливается зависимая подвеска двух типов: на продольных рессорах и на направляющих рычагах. Принцип рессорной конструкции заключается в том, что балка моста машины подвешена к кузову или раме на двух продольных рессорах. Непосредственна рессора выглядит как набор из специальных металлических пластин. Соединение рессор с кузовом выполняет стремянка (это специальный хомут). Рессоры расположены вдоль кузова для того, чтобы направлять и распределять силы, действующий на мост в трех направлениях: в продольном, вертикальном и боковом.

В итоге зависимая подвеска исполняет функции демпфирующего и направляющего элемента, в противовес пружинам, что работают лишь на упругость.

Сзема зависимой подвески

Зависимая подвеска на основе рычагов выглядит как конструкция из рычагов, расположенных продольно и поперечно. Одна сторона крепится на балке моста, в то время как другая крепится на кузов или раму автомобиля. Рычаги выполняют в подвеске те же функции, что и рессоры. Чаще всего сегодня на машинах ставится 4 продольных и 1 поперечный рычаг, это так называемая зависимая подвеска на 5 рычагах. Поперечный рычаг выполняет функцию удержания оси автомобиля при смещении слишком далеко вдоль.

Существуют также более современные составные рычаги, они выглядят как два горизонтальных рычага которые крепятся к третьему вертикальному, который, в свою очередь, крепится уже к балке.

Огромное преимущество зависимой подвески — это высокая прочность и стойкость к повреждениям. Также стоит отметить и конструкционную простоту этого типа подвески, то есть и обслуживание будет недорогим. Минусами можно считать наличие определенной неподрессоренной массы в любом автомобиле с зависимой подвеской. Кроме того, такие машины немного хуже управляются и обладает меньшей устойчивостью по курсу движения. Ну и, конечно же, на плохих дорогах такую машину больше трясет.

Далее в нашем обзоре следует независимая подвеска.

Преимущества и недостатки

Неоспоримым преимуществом, которым обладает торсионная подвеска, является компактность системы. Из-за того, что она обладает небольшими габаритами, производители легковых автомобилей могут сделать более объемный багажник или увеличить салон. Машины с просторным салоном покупают гораздо чаще.

Вторым плюсом считается то, что можно самостоятельно регулировать жесткость или мягкость торсиона. Этот параметр напрямую зависит от длины торсиона. Сделать мягче или жестче каждый водитель может самостоятельно.

Третьим преимуществом является то, что на машинах, на которых установлена такая подвеска, можно самостоятельно регулировать клиренс. Благодаря этому можно самостоятельно сделать автомобиль более послушным на дороге и легче в управлении.

Есть еще и четвертый плюс – это простота конструкции и недорогое обслуживание. Это неоспоримое преимущество именно перед пружинной подвеской. Помимо этого, торсионная подвеска имеет небольшой вес, поэтому расход топлива автомобиля снижается.

Несмотря на большое количество плюсов, эта система имеет и недостатки. Из-за того, что система имеет определенный принцип работы, на кузов отдаются дополнительные вибрации, которые ощущаются на заднем сиденье. Поэтому на машине с этой системой невозможно добиться полной шумоизоляции. Исходя из этого, можно получить, что первый и главный минус – это вибрация во время движения.

Второй минус – принцип работы торсиона подвергает его к саморазрушению, в результате чего данную деталь придется заменить.

Последним минусом считается то, что торсионы могут быть дороже в обслуживании. Все зависит напрямую от конструкции машины. Дело в том, что некоторые производители устанавливают торсион там, где его невозможно достать без демонтажа других устройств. Но есть и такие системы, где заменить все можно без труда.

Диагностика и ремонт задней подвески

Для того чтобы каждый выезд на железном коне дарил комфорт и удовольствие необходимо регулярно осуществлять осмотр и диагностику ходовой части машины. Если самостоятельно Вам не удалось обнаружить и устранить характерные звуки, необходимо обратиться в автосервис. Специалисты проведут все необходимые процедуры в том числе это будет: — комплексная диагностика и ремонт задней подвески, комплексная диагностика всех составляющих подвески; — восстановительные и ремонтные работы; — ремонт или полная замена отдельных деталей или узлов подвесок; — регулировка схода-развала колес и настройка передней и задней подвески.

При проведении всех этапов работ автослесари используют специальное оборудование, которое невозможно установить в гараже или заменить чем-либо. Профессиональную диагностику и ремонт задней подвески можно сравнить с лечением в дорогостоящей клинике или оперативным вмешательством. Подвеска и ходовая часть автомобиля являются не просто механизмом, обеспечивающим движение и управление процессом движения, но и обеспечивающим безопасность на дороге. Поэтому халатное отношение к скрипам, стукам или необычным кренам автомобиля в дороге может привести к плачевным последствиям.

Источник

Листовая рессора

Листовая рессора состоит из хомута и четырнадцати отдельных листов толщиной 13 мм и шириной 100 мм, между которыми при работе развивается сила трения. Верхний коренной лист по концам имеет отверстия, в которых фиксируются своими шипами накладки.

Листовая рессора состоит из девяти листов, составляющих брус равного сопротивления изгибу постоянной высоты, и десятого листа таких же размеров, как и самый длинный из девяти.

Листовые рессоры ( рис. 20.11, а, б) для повышения гибкости составляют из листов разной длины, что приближает их к телам равного сопротивления изгибу. Трение между листами обеспечивает демпфирование колебаний.

Листовые рессоры служат главным образом для упругого подвешивания экипажей ( автомобилей, прицепов, железнодорожного подвижного состава и пр. Под действием рабочей нагрузки рессоры должны давать достаточно большие упругие прогибы, обладая в то же время необходимой прочностью.

Листовые рессоры служат главным образом для упругого подвешивания экипажей ( автомобилей, прицепов и пр. Рессоры состоят из нескольких ( обычно 6 — 15) наложенных друг на друга листов разной длины.

Листовые рессоры состоят из наложенных один на другой стальных листов одинаковой ширины, но различной длины.

Листовая рессора ( рис. 129, а) состоит из собранных вместе отдельных листов выгнутой формы. Стальные листы имеют обычно прямоугольное сечение, одинаковую ширину и различную длину. Кривизна листов неодинакова и зависит от их длины.

Упругие элементы подвески. а — листовая рессора. б — торсион. в — пневмобаллон.

Листовые рессоры — получили наибольшее применение в зависимых подвесках. Обычно их располагают вдоль автомобиля.

Передняя подвеска автомобиля ГАЗ-53А.

Листовая рессора 7, показанная на рис. 130, прикреплена к балке моста двумя стремянками 8, а к раме — через резиновые опоры. Резиновые опоры закреплены в кронштейнах / и 4, приклепанных к раме. Эти кронштейны имеют крышки 6, которые позволяют монтировать и демонтировать рессоры, а также заменять резиновые опоры. Листы рессоры стянуты центровым болтом. Два коренных листа, концы которых отогнуты под углом 90, образуют торцовую упорную поверхность. К отогнутым концам коренных листов приклепаны специальные чашки 5 и 10, увеличивающие площадь соприкосновения листов с резиновыми опорами. Передний конец рессоры неподвижный. Задний конец рессоры подвижный, закреплен в кронштейне 4 только с помощью двух резиновых опор. При прогибе рессоры он перемещается в результате деформации этих опор. Амортизатор 3 служит для гашения колебаний.

Листовые рессоры обычно зажаты посредине на значительной длине в хомутах.

Практически листовые рессоры выполняются в несколько ином виде. Значительная ширина рессоры, получаемая в месте защемления, требует много места, а это бывает часто неудобным. Конечно, целую листовую рессору не разрезают на отдельные полосы, а эти полосы изготовляют из готовой длинной узкой стальной полосы, а затем полосы складывают, как указывалось выше.

Рессорные стали Круппа.| Немагнитные стали Круппа.

Готовые листовые рессоры подвергаются испытаниям при на жении 120 — 130 кгДил 2; в расчетах на изгиб необходимо выбирать напряжения ниже.

Зависимая подвеска

Сзема зависимой подвески

Далее в нашем обзоре следует независимая подвеска.

Что такое подвеска?

Подвеска — это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрессоренной и неподрессоренными массами Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Она состоит из трех устройств:

упругого
направляющего
демпфирующего

Упругим устройством 5 на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются динамические нагрузки и улучшается плавность хода.

Направляющее устройство 7 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.

Демпфирующее устройство (амортизатор) 6 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.

5.2.2.1. Основные параметры подвески

Качество подвески определяется с помощью упругой характеристики, представляющей собой зависимость вертикальной нагрузки на колесо (G) от деформации (прогиба f) подвески, измеряемой непосредственно над осью колеса. Параметрами характеризующими упругие свойства подвески, являются:

статический прогиб fст;
динамический ход (прогиб) fД (fдв и fдн — до верхнего и нижнего ограничителей хода);
коэффициент динамичности КД;
жесткость подвески Ср;
силы трения 2F.

На рис. 5.1. показана примерная характеристика подвески.

Кривые нагрузки и разгрузки не совпадают из-за трения в подвеске. За характеристику подвески условно принимают среднюю линию между кривыми сжатия и растяжения (отбоя).

Статический прогиб – это прогиб под действием статической нагрузки, приходящейся на колесо:

где n– собственная частота колебаний кузова, кол/мин.

Желательно, чтобы эффективный статический прогиб соответствовал следующим данным:

для легковых автомобилей – 150¸300 мм;

для автобусов – 100¸200 мм;

для грузовых автомобилей – 80¸140 мм.

Для обеспечения надлежащей плавности хода желательно также, чтобы отношение статических прогибов задней и передней подвесок fз/fп находилось в следующих пределах:

легковые автомобили – 0,8¸0,9;

грузовые автомобили и автобусы – 1,0¸1,2.

Жесткость подвески равна тангенсу угла наклона касательной к средней линии характеристики подвески:

При статической нагрузке : Cp=Gст/fст, Н/мм

Полные динамические ходы отбоя fдв и fдн,а также прогибы f’ox и f”ox, при которых вступают в работу ограничители хода, показаны на рис. 5.1.

Динамический прогиб подвески fд определяет динамическую емкость подвески (заштрихованная площадь на рис. 5.1). Чем выше динамическая емкость подвески, тем меньше вероятность ударов в ограничитель при движении автомобиля по неровной дороге. Динамический прогиб fд (включая прогиб резинового буфера) зависит от упругой характеристики подвески и от статического прогиба fст. Динамические прогибы сжатия fд можно принять в

следующих пределах:

для легковых автомобилей fдв=fд=(0,5¸0,6) fст;
для грузовых автомобилей fдв=fд=fст;
для автобусов fдв=fд=(0,7¸0,8) fст.

Динамические качества подвески оценивает коэффициент динамичности КД по формуле:

Упругая характеристика подвески.

рис. 5.1

При движении по неровным дорогам с увеличением амплитуды колебаний подвески ее жесткость должна увеличиваться. При малых значениях КД наблюдаются частые удары в ограничитель и подвеска «пробивается».

Оптимальное значение КД равно 2,5¸3. Упругую характеристику подвески желательно иметь нелинейную, что достигается применением дополнительных, упругих элементов, резиновых буферов и другими методами.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях. К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей применяются винтовые цилиндрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообразную (фасонную) пружину с прогрессивной характеристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

На ряде автомобилей для обеспечения прогрессивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасонных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стабилизатора.

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, расположенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Рекомендуем: Минеральное масло для мотора

В чём сходство и различие независимой и зависимой подвесок?

Оба эти типы подвесок объединяет одно предназначение — сделать нахождение в транспортном средстве более комфортным и безопасным.

Конструктивно независимую и зависимую подвеску объединяет наличие упругих элементов, направляющих элементов и амортизаторов. Эти функции может совмещать в себе одна деталь, например рессора.

Благодаря различной конструкции, зависимая и независимая подвеска имеют ряд отличий:

В зависимой два колеса жёстко соединены, зависят друг от друга. В независимой каждое действует самостоятельно; воздействие на одно не отразится на другом.
В независимой меньше неподрессоренных масс, так как отсутствует мост, в противоположность зависимой.
Независимая подвеска чувствительна к установке колес отличного от положенного размера, поскольку они являются частью кинематики подвески.
Необходимым условием эффективного действия независимой подвески является нахождение кинематического центра над поверхностью дороги, другими словами при максимальных отклонениях подвеска должна находиться выше уровня дороги.
Независимая подвеска имеет меньший риск опрокидывания при попадании в яму на большой скорости, благодаря отсутствию жёсткого взаимодействия противоположных колёс.

В пользу какой подвески сделать выбор решает покупатель

Следует обратить внимание не только на уровень комфорта, но и на стоимость обслуживания и запчастей, отзывы по срокам эксплуатации элементов подвески и репутацию производителя

История

Существует множество листовых рессор, обычно использующих слово «эллиптические». «Эллиптические» или «полностью эллиптические» листовые рессоры, запатентованные в 1804 году британским изобретателем Обадайей Эллиоттом , представляли собой две дуги окружности, соединенные на концах. Он был присоединен к раме в центре верхней части верхней дуги, а нижний центр был присоединен к «живым» компонентам подвески, таким как цельная передняя ось. Дополнительные компоненты подвески, такие как продольные рычаги , обычно необходимы для этой конструкции, но не для «полуэллиптических» листовых рессор, используемых в приводе Гочкиса .. В нем использовалась нижняя дуга, отсюда и его название. У «четвертьэллиптических» рессор самая толстая часть стопки листов часто втыкалась в задний конец боковых частей короткой лестничной рамы, а свободный конец прикреплялся к дифференциалу, как в Austin Seven 1920-х годов. В качестве примера неэллиптических листовых рессор у Ford Model T было несколько листовых рессор над дифференциалом, которые были изогнуты в форме хомута . В качестве замены демпферам ( амортизаторам ) некоторые производители прокладывали между металлическими листами неметаллические листы, например, дерево.

Изобретение Эллиота произвело революцию в дизайне и конструкции экипажа, устранив необходимость в тяжелом окуне и сделав транспортировку по неровным дорогам быстрее, проще и дешевле.

Эллиптический
полуэллиптический
Три четверти эллиптические
Четвертьэллиптический
Поперечный

Листовые рессоры были очень распространены в автомобилях вплоть до 1970-х годов в Европе и Японии и в конце 1970-х годов в Америке, когда переход на передний привод и более сложные конструкции подвески привели к тому, что производители автомобилей вместо этого использовали винтовые пружины . Сегодня листовые рессоры все еще используются в тяжелых коммерческих транспортных средствах, таких как фургоны и грузовики , внедорожники и железнодорожные вагоны . Для большегрузных автомобилей они имеют преимущество в более широком распределении нагрузки по шасси автомобиля, тогда как винтовые пружины передают ее в одну точку. В отличие от винтовых пружин, листовые рессоры также фиксируют заднюю ось, что устраняет необходимость впродольные рычаги и тяга Панара , тем самым снижая стоимость и вес простой задней подвески ведущего моста . Еще одно преимущество листовой пружины перед винтовой пружиной состоит в том, что конец листовой пружины может быть направлен по определенному пути.

Более современная реализация — параболическая листовая рессора. Эта конструкция характеризуется меньшим количеством лепестков, толщина которых варьируется от центра к концам по параболической кривой . Цель этой конструкции — уменьшить трение между листами, и поэтому контакт между листами возможен только на концах и в центре, где соединяется ось. Распорки предотвращают контакт в других точках. Помимо снижения веса, основным преимуществом параболических рессор является их большая гибкость, что приводит к улучшению ходовых качеств , приближающихся к характеристикам винтовых пружин; компромиссом является снижение грузоподъемности. Они широко используются в автобусах .для повышения комфорта. Дальнейшая разработка британской компании GKN и Chevrolet, в том числе Corvette, — это переход на листовые рессоры из композитного пластика. Тем не менее, из-за отсутствия межлистового трения и других внутренних демпфирующих эффектов для этого типа пружины требуются более мощные амортизаторы/амортизаторы.

Обычно при использовании в автомобильной подвеске лист как поддерживает ось, так и фиксирует/частично фиксирует ось. Это может привести к проблемам с управлением (таким как «блуждание оси»), поскольку гибкий характер пружины затрудняет точное управление неподрессоренной массой оси. В некоторых конструкциях подвески используется звено Уоттса (или тяга Панара ) и радиусные рычаги для определения положения оси, и они не имеют этого недостатка. В таких конструкциях могут использоваться более мягкие пружины, что обеспечивает лучшую плавность хода. Примеры включают различные задние подвески автомобилей Austin-Healey 3000 и Fiat 128 .

Где используется торсионная подвеска

Использование подобной подвески широко практиковалось в период Второй мировой войны. Это касалось танков и другой бронетехники. После такой апробации технологию приняли на вооружение все ведущие европейские автопроизводители и компании США. На передней подвеске торсионы впервые появляются в 1961 году в модели Jaguar E-Type. В СССР помимо Запорожцев их интегрировали в ЗИЛы и ЛУАЗы. Позже из-за своей специфики торсионы перестали использоваться в пассажирском транспорте. Хотя некоторые внедорожники и грузовики таких производителей как GM, Ford, Dodge Mitsubishi до сих пор выпускаются с подвеской именно на базе торсионов.

Несмотря на свою более чем 80-летнюю историю торсионы использовались и используются в производстве нескольких видов подвесок:

на продольных рычагах – находила применение в задней подвеске малогабаритных авто, а сегодня уже неактуальна;
независимая система на двойных поперечных рычагах – в настоящее время успешно поддерживает работоспособность некоторых моделей внедорожников;
полузависимая (полунезависимая) – широко используется в легковом транспорте классов «А», «В» и «С».

Хит среди независимых подвесок

Полюбилась «многорычажка» производителям и владельцам машин не зря. Это чудо инженерной мысли обладает действительно уникальными характеристиками – имеет высокую плавностью хода, делает авто отлично управляемым и даже шумит меньше своих собратьев.

Единственный серьёзный недостаток – цена, обусловленная сложностью изготовления и настройки. Несмотря на это, увидеть её можно и на легковушках, и на грузовых автомобилях.

По сравнению с другими видами, «многорычажка» довольно молода. Считается, что впервые она появилась на спортивном автомобиле Porsche 928 в конце 70-х годов прошлого столетия. Другие немецкие компании быстро подхватили идею и стали совершенствовать независимую многорычажную систему.

Так, к примеру, в Mercedes в 1982 году выпустили модель, задняя подвеска которой могла подруливать в сторону поворота. А Audi начали устанавливать её и на переднюю ось легковых автомобилей.