Переходим от краткого обзора отдельных деталей непосредственно к конструкциям подвесок.
Сразу скажу, что обозреть все виды подвесок нереально в принципе, так как их видов столько-же, сколько существует моделей автомобилей, в каждой конкретной конструкции есть свои нюансы и отличия, поэтому обзор включит в себя основное, базу и примеры, от которых можно будет отталкиваться и понимать, почему сделано именно так, и зачем все это нужно.
Итак, зависимая подвеска, это подвеска с жесткой осью, связывающей колеса на одной оси, основной чертой такой подвески является то, что перемещение одного колеса, вызывает изменение положения противоположного колеса оси. На данный момент времени такой тип подвески используется в грузовом и внедорожном транспорте, в легковых автомобилях его практически не используют, но до начала 21 века его можно было часто встретить в легковых автомобилях.
Существует множество вариантов крепления оси зависимой подвески к кузову автомобиля, самый простой из них - использование рессор, о которых мы уже говорили. Рессоры выгодны тем, что могут воспринимать силы во всех трех направлениях, а также в грузовой технике позволяют распределить нагрузку на кузов или раму автомобиля на две точки крепления рессор.
Однако для улучшения плавности хода в легковых автомобилях, рессоры приходится делать длинными и малолистовыми, что ведет к увеличению восприимчивости боковых сил, негативно влияющих на управление, а также ведет к сильному S-образному изгибу рессор при воздействии тягового или тормозного усилия. Поэтому однолистовые рессоры без дополнительных направляющих элементов могут применяться только на легких автомобилях, как пример - наша "волга".
Помимо этого в подвесках с однолистовыми рессорами под воздействием неравномерного тягового усилия при движении по неровностям, возникают паразитные крутильные колебания, которые усугубляются мягкой подвеской силового агрегата, допускающей его проворот. Амортизаторы не в состоянии гасить эти колебания из-за маленького плеча воздействия на мост, однако если расположить амортизаторы с разных сторон моста, это благоприятно повлияет на его стабилизацию в плоскости вращения. Кроме того, некоторые производители использовали в качестве направляющего элемента стабилизатор поперечной устойчивости, который работая на сжатие и растяжение воспринимал вращающие усилия, а тяговую нагрузку уже воспринимали листы рессор, но уже без S-образного изгиба и паразитных колебаний.
Вместо рессор в качестве упругих элементов можно применять пружины, однако в этом случае придется применять несколько тяг, предназначенных воспринимать продольные и поперечные силы. Как правило это продольные реактивные тяги и поперечная тяга Панара или механизм Уатта. Тяга Панара при работе подвески описывает дугу в точке крепления к кузову, что ведет к некоторому смещению кузова, и смещение это тем больше, чем короче тяга и чем бод бОльшим углом она стоит. Кроме того, при крене кузова изменение положения тяги панара ведет к изменению центра крена и появлению дополнительной силы в точке крепления тяги, которая увеличивает крен, при чем при крене в одну сторону крен увеличивается, а в другую - уменьшается, это основные негативные моменты от использования тяги панара.
Помимо тяги панара, для восприятия боковых сил иногда используют механизм Уатта. Он лишен бОльшей части недостатков тяги Панара, не вызывает боковых смещений оси при работе подвески, имеет две точки крепления к кузову, маятник-же крепится к центру оси.
Однако возможна зеркальная установка, при которой маятник крепится к кузову, а штанги к концам оси, такую схему в настоящее время можно увидеть как вспомогательную в полузависимой подвеске Opel Astra J
Расположением тяги Панара также можно влиять на подруливание задней подвески в сторону избыточной либо недостаточной поворачиваемости. Например, если тяга Панара установлена за осью, при боковых нагрузках, за счет податливости резиновых шарниров рычагов и тяг, тяга Панара немного доворачивает ось в сторону поворота, тем самым смещая поворачиваемость в сторону недостаточной. На иллюстрации из умной книги присутствует ошибка, поправил красным.
Данный эффект доворота может быть изменен косым расположением нижних рычагов, в таком случае при смещении оси внешний относительно центра поворота рычаг слегка отжимает мост назад, а внутренний - подтягивает вперед, таким образом удается сместить баланс поворачиваемости в сторону избыточной и в сумме получить нейтральную поворачиваемость. Пример такого решения - задняя подвеска opel Rekord E
Также это работает и в зеркальном исполнении, при расположении тяги панара перед осью, она начинает способствовать избыточной поворачиваемости, что благоприятно компенсирует недостаточную поворачиваемость переднеприводных автомобилей. Кроме того, в переднеприводных автомобилях появляется возможность установить верхние реактивные тяги в направлении задней части машины, тем самым сформировав механизм Уатта, это позволяет мосту не смещаться в продольном направлении при работе подвески и и двигаться строго вертикально, кронштейны крепления тяг в этом случае устанавливаются соосно тяге Панара.
В заднем приводе такая кинематическая схема практически не используется, так как мост при работе подвески будет проворачиваться, что неблагоприятно скажется на работе крестовин карданного вала и вызовет волнообразную передачу крутящего момента в крайних положениях подвески, что повлечет за собой быстрый износ и повышенную вибрацию.
При изменении длины и взаимного расположения продольных рычагов, возможно кинематически доворачивать мост в сторону недостаточной поворачиваемости, так как при крене автомобиля рычаги подтягивают наружную от поворота сторону балки вперед.
Таким образом можно опять-же взаимокомпенсировать воздействие элементов на поворот оси влияющего на управляемость, так, мы уже видели в примере опель рекорд, а теперь посмотрим на подвеску мазды RX-7, где все сделано наоборот, но с той-же целью - сделать поворачиваемость нейтральной.
Также тягу панара можно и никуда не смещать, дабы вообще убрать довороты задней оси и вместе с рычагами по схеме Уатта полностью исключить активную составляющую из подвески, превратив ее в "тележку", как на сааб 900
Помимо корректирующих управление функций, наклон направляющих рычагов также может задавать продольный центр крена автомобиля, например, на задней оси центр крена должен находиться перед колесом, а на передней оси - позади колеса, тогда вращающий момент и тяговое усилие будут положительно влиять на продольную стабилизацию кузова, при разгоне задняя часть будет стремиться приподняться, а передняя - опуститься, и наоборот при торможении. Однако при изменении загруженности автомобиля и изменении положения рычагов, центр крена может сильно изменять свое положение, что необходимо учитывать при управлении автомобилем. Так, на вышерассмотренном рекорде с номинальной загрузкой центр продольного крена задней оси находится в 40м перед осью, а при полной загрузке - в 0.8м.
Также есть сильно упрощенные типы зависимых подвесок, в которых применяются только два продольных рычага, а восприятие вращающего усилия ложится на амортизаторы, которые для этого имеют дополнительный кронштейн
Также есть вариант, где вращающие силы, возникающие при торможении воспринимает центральная А-образная опора. Кроме того, эта опора также принимает и боковые нагрузки, благодаря чему удалось отказаться от тяги Панара, что позволило поднять центр крена и избавиться от влияния тяги на крен автомобиля, также это позволило исключить боковое смещение подвески при ее работе не прибега к механизму Уатта.
Однако эта схема обзавелась другими коварными недостатками, среди них очень большая нагруженность центральной опоры, ее шарниров и тела балки, а также чувствительность к загрузке автомобиля и изменение характера поведения подвески. Так, подруливающий эффект в такой схеме отсутствует только при условии параллельности продольных тяг дорожному полотну. При малой загрузке, когда точка крепления тяг к кузову находится выше оси колес, проявляется подруливающий эффект в сторону избыточной поворачиваемости, и он тем больше, чем выше эта точка, и наоборот, при просадки точки крепления ниже оси возникает эффект подруливания в сторону недостаточной поворачиваемости, и такое вольное поведение подвески негативно влияет на управляемость, особенно на неровной дороге.
Также встречается использование вместо А-образной опоры - двух косых рычагов, как на форд Таунус
А компания вольво извернулась по-своему, поставив два рычага один на другим, прикрепив их рядом с картером главной передачи и закрепив ответные их концы на специальном треугольном подрамнике, при этом применив тягу Панара. Спорное решение, дорогое и без видимого преимущества над другими схемами. Так как унаследовав недостатки схемы с А-образной опорой, добавились недостатки от применения тяги Панара.
У всех этих типов подвесок есть общий недостаток - изменяющийся центр продольного крена, или находящийся слишком далеко, либо вообще, не с той стороны колеса. Чтобы зафиксировать этот центр крена, была придумана схема зависимой подвески с дышлом. В такой подвеске появился жесткий рычаг, либо труба, в которой проходит карданный вал, который жестко присоединен к картеру редуктора либо к телу балки, и его передний шарнир вынесен практически на один уровень с креплением продольных рычагов. Это позволило зафиксировать центр продольного крена в правильном месте, и убрать возможность его изменения при работе подвески, боковые силы опять-же пришлось возложить на тягу Панара, либо механизм Уатта.
Помимо всего прочего, при помощи дышло удалось полностью устранить слабоконтролируемое подруливание задней подвески при крене кузова, присущее зависимым подвескам с двумя продольными рычагами.
Ну и закончим мы последним вариантом зависимой подвески с дышлом и изогнутой осью, которая на мой взгляд является одним из самых удачных вариантов зависимой подвески, который вплотную приблизился к независимой подвеске на косых рычагах. Здесь есть все плюсы подвески с дышлом, однако отсутствует тяга Панара, ее роль переложили на установленные под углом, а не продольно, продольные рычаги.
Пожалуй закончим изучение независимых подвесок, да и лимит изображений подошел к концу. Иллюстрации использованы из книг И.Раймпеля "Конструкции автомобильных подвесок", это одна из самых толковых книг по этой тематике, а в подвесках за 30 лет революции не произошло, скорее упрощение и примитивизация, поэтому она актуальна по сей день)
Будет-ли следующая часть? Не знаю, если судить по популярности предыдущего поста в 150 плюсов, проще написать коммент про говно из трех слов, или запостить фотку с котом\хачиком, чем весь вечер придумывать и писать удобоваримый текст и искать 20+ приятных иллюстраций, первое более в почете. Второе, наверно почти никому не нужно.
Рейтинг мне вообще не нужен, но я по нему ориентируюсь и делаю выводы, и времени мне просто жалко, сорян)
