Основные типы подвесок легковых автомобилей

Ступицы передних и задних колес не крепятся к кузову транспортного средства напрямую. Для поглощения неровностей дорожного полотна, смягчения ударов и улучшения общей управляемости автомобиля применяются различные виды подвесок. Каждая из них представляет собой совокупность рычагов, тяг и демпфирующих устройств (пружины, амортизаторы), соединяющих колесную и кузовную базу. Ходовые качества авто, грузоподъемность и степень комфорта при езде зависит от конструкции подвески.

Разновидности подвесок

Существует несколько типов подвесных систем, применяющихся на грузовых и легковых автомобилях, а также микроавтобусах:

• однорычажный вариант под названием «Макферсон» (McPherson);
• с двумя рычагами;
• зависимая и полузависимая;
• задняя многорычажная конструкция;
• гидропневматическая адаптивная;
• конструкция «Де Дион».

Как правило, узлы типа McPherson, двухрычажные и пневматические варианты систем устанавливаются на переднюю ось машины, остальные используются для задней колесной базы. Нередко встречаются исключения, например, некоторые внедорожники оснащаются спереди неразрезной балкой, а это вариант зависимой подвески.

Любая из перечисленных конструкций включает следующие основные элементы:

1. Рычаги предназначены для крепления ступиц колес к деталям кузова. Они способны качаться за счет резинометаллических втулок – сайлентблоков.
2. Стабилизатор – металлический стержень, обеспечивающий поперечную устойчивость авто. Связывает рычаги передних колес.
3. Пружина – элемент упругости, установленный между качающимся рычагом и кузовным лонжероном. Воспринимает статическую нагрузку от веса автомобиля с пассажирами и динамическую – со стороны колес.
4. Амортизатор (иначе – стойка) сглаживает колебания кузова, не давая пружинам резко распрямляться и сжиматься.
5. Реактивные тяги обеспечивают дополнительную связь колесных ступиц с кузовом и противостоят боковым усилиям, действующим на рычаги (балки) в процессе движения.

На грузовиках и другом коммерческом транспорте вместо пружин используются рессоры либо пневматические баллоны.

Зависимые типы подвесок, применяющиеся на задних осях, также включают поперечные балки различных конструкций – неразрезные и торсионные. Зачастую задний мост объединен с элементом трансмиссии – редуктором, передающим крутящий момент от карданного вала полуосям ведущих колес.

Однорычажная система типа «Макферсон»

Данный тип подвески считается наиболее дешевым и практичным. Устанавливается на переднюю ось большинства бюджетных легковых автомобилей и состоит из таких деталей:

• подрамник – металлическая конструкция, прикрепляемая к нижней части кузова;
• поперечные нижние рычаги, установленные на подрамнике;
• поворотный кулак со ступицей крепится к рычагу посредством шаровой опоры;
• роль верхнего рычага играет сама стойка в сборе с пружиной, опирающаяся верхним концом в стакан кузовного лонжерона;
• стабилизатор, связывающий поперечные рычаги;
• наконечники рулевых тяг, присоединенные к поворотным кулакам на шарнирах.

Принцип действия подвески McPherson довольно прост: амортизатор, установленный внутри пружины, работает вместе с ней как главный демпфирующий элемент. Стойка способна вращаться вместе с поворотным кулаком за счет опорного подшипника в верхней части. Рычаг держит колесо снизу, а поворот осуществляется под воздействием рулевой тяги, прикрепленной шарниром к кулаку. От кренов автомобиль предохраняет стабилизатор, соединенный с подрамником и обоими рычагами.

Справка. Стойки подвески «Макферсон» расположены не строго вертикально, а отклонены назад под небольшим углом (так называемый угол кастора).

Основные плюсы данной подвески – компактность, низкая стоимость и возможность без проблем подключить к колесам ШРУСы от поперечно стоящего мотора. Дополнительное преимущество – большой ход, практически на всю длину раскрытия амортизатора, предохраняющий детали кузова от пробоев подвески.

Теперь о минусах:

1. Опорная стойка подвержена ударным нагрузкам со стороны колеса и нередко выходит из строя. Это слабое место конструкции McPherson.
2. Из-за большого хода и подвижного крепления элемента упругости на шарнирах существенно меняется развал передних колес.

Указанные недостатки не позволяют устанавливать независимую подвеску Макферсон на тяжелые машины премиум-класса, внедорожники и спорткары.

Конструкция с двумя рычагами

Двухрычажная независимая подвеска автомобиля также применяется на передней оси и отличается от предыдущей конструкции по таким признакам:

1. Амортизатор и пружина не составляют единый узел, хотя первый встроен внутрь второй. Крепятся детали отдельно – стойка к шарниру кузова, а пружина просто упирается в стакан.
2. Добавлен верхний рычаг с шаровой опорой, прикрученной к поворотному кулаку. По длине элемент короче нижнего рычага, поскольку крепится к лонжерону изнутри колесной арки.
3. Поворот колеса производится той же рулевой тягой, но за счет двух шаровых опор, установленных на концах рычагов.
4. Стойка с пружиной проходит сквозь технологический проем верхнего рычага и прикрепляется к нижнему. Соответственно, упругие элементы не вращаются вместе с поворачивающимся колесом, верхний опорный подшипник отсутствует.

В остальном подвеска идентична «Макферсону» – снизу стоит подрамник, соединенный с рычагами на шарнирах и посредством стабилизатора поперечной устойчивости. В некоторых случаях последний прикручивается не к передней балке, а прямо к деталям кузова.

Благодаря особенностям конструкции все динамические и статические нагрузки равномерно распределяются на все элементы подвески – пружины, амортизаторы, рычаги и стабилизатор. В результате срок службы стойки и прочих деталей существенно увеличивается. Подвеска гораздо «мягче» и надежнее, нежели McPherson, поэтому успешно используется на автомобилях премиум-класса и внедорожниках.

Справка. Двухрычажная система устанавливалась на все классические модели ВАЗ 2101–2107. Невзирая на множество других недостатков, эти старые автомобили считались довольно комфортными для езды по нашим дорогам.

Подвеска с 2 рычагами по понятным причинам дороже и сложнее в ремонте. Но «колдовать» над ней приходится реже, поскольку детали изнашиваются равномерно.

Задние зависимые подвески

В переднеприводных легковых авто конструкция задней ходовой части гораздо проще и надежнее передней. Причина – в отсутствии поворотных элементов и приводных полуосей. Наиболее подходящий вариант для таких машин – полузависимая подвеска с качающейся либо торсионной балкой.

Полузависимая конструкция с качающейся балкой распространена на бюджетных автомобилях, оснащенных передним приводом. Система включает такие детали:

• цельнометаллическая балка, прикрепленная к кузову на шарнирах;
• пружины, вставленные между кузовными стаканами и специальными площадками на балке;
• амортизаторы установлены внутри пружин либо отдельно;
• тяги поперечной устойчивости и реактивные, удерживающие задний мост при воздействии продольных усилий.

Система работает следующим образом: в процессе движения рычажная балка качается на шарнирах, поддерживаемая с другой стороны тягами и амортизаторами. Неровности сглаживаются за счет пружины. Ступицы колес жестко прикреплены к заднему мосту и вращаются на подшипниках.

Вторая разновидность полузависимой подвески имеет разрезную балку с торсионом посередине. Когда одно из колес попадает в яму, данный элемент скручивается и стремится вернуть прежнее положение. Благодаря такому эффекту торсионная подвеска создает более комфортные условия пассажирам авто.

Полностью зависимая подвеска автомобиля оснащена цельной балкой со встроенным редуктором и полуосями, приводящими в движение задние колеса. Конструкция держится за счет системы реактивных тяг и опирается на пружины с амортизаторами. В отличие от предыдущего варианта, ходовая часть предназначена для машин с задним приводом.

В грузовиках и коммерческих автомобилях задние пружины заменены пакетом рессор – упругих стальных пластин. Середина рессорного узла опирается на балку, а концы – на кузовные кронштейны. Конструкция рассчитана на перевозку тяжелых грузов: чем больше листов задействовано в пакете рессор, тем выше грузоподъемность транспортного средства.

Интересный факт. Популярный микроавтобус Mercedes Sprinter оборудован спереди единственной рессорой, установленной поперек кузова. Причем оригинальная деталь сделана из пластика.

Многорычажный вариант

Конструкция этой разновидности подвески имеет определенную схожесть с двухрычажной системой, только более совершенной. Суть в следующем: колесная ступица держится на нескольких рычагах, позволяющих успешно гасить колебания от разнонаправленных воздействий. Преимущества подобного устройства неоспоримы:

• полная независимость каждого колеса;
• отличное сцепление с дорожным покрытием;
• повышенный комфорт и управляемость автомобилем;
• надежность и долговечность узлов, обусловленная распределением нагрузки на несколько деталей.

Недостаток многорычажной подвески – сложность, которая тянет за собой повышение стоимости ремонта. Чаще всего приходится менять шарниры и резиновые втулки, реже – сайлентблоки. В различных марках авто конструкция встречается на передней и задней оси.

Подвеска адаптивная и «Де Дион»

Обе конструкции являются разновидностями других подвесок легковых автомобилей. Особенность варианта «Де Дион» – редуктор главной передачи заднего моста, установленный отдельно от поперечной балки и прочих деталей ходовой части. Элемент трансмиссии прикручен к кузову собственными креплениями, а от него к ступицам колес подключены полуоси.

Подобное техническое решение позволяет основательно разгрузить заднюю подвеску автомобиля и улучшить условия ее работы. Отдельный редуктор внедряется производителями совместно с балкой либо многорычажной системой.

Идея адаптивной подвески заключается в автоматическом приспосабливании к дорожным условиям, загрузке авто, скорости движения и так далее. Для этого традиционная конструкция дополнена следующими элементами:

• электронный блок управления;
• пневматические баллоны вместо пружин;
• амортизаторы активного типа;
• регулируемый стабилизатор;
• комплект датчиков.

Ориентируясь по сигналам датчиков, контроллер блока управляет работой стоек и стабилизатора, а также регулирует размер клиренса. Адаптивная схема довольно дорогая, зато самая эффективная из всех разновидностей подвесок. Изменяющие высоту пневмобаллоны также применяются в подвеске грузовиков.