Основные типы подвесок легковых автомобилей

Что такое торсион в автомобиле

Торсион это металлический стержень круглого, квадратного или составного сечения, один конец которого жестко закреплен на кузове, а второй крепится к рычагу подвески. Таким образом, при наезде на препятствие происходит его скручивание вокруг своей оси. Самым распространенным примером торсиона на машине является любой стабилизатор поперечной устойчивости.

Диаметр упругого элемента точно рассчитывается под заданные характеристики автомобиля, а по типу расположения торсион может быть продольным или поперечным. Важную роль в работе оказывает состав стали, из которой он сделан. Металл должен быть в меру податливым и упругим, но при этом выдерживать сотни тысяч скручиваний. Для защиты от коррозии поверхность покрывают специальной эластичной краской или полимером.

Примером использования торсионной полунезависимой подвески в легковом автомобиле являются некоторые модели от Пежо, Рено, Ситроен, пикапы и внедорожники Тойота, Исудзу, Мазда.

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.

Применение торсиона в современном автопроме

Наибольшее распространение торсионы в подвеске получили в бронетехнике, гусеничной технике и в тяжелых грузовиках. Определяющим фактором стало свойство торсиона выдерживать очень большие нагрузки и при этом занимать мало место в трансмиссионном отсеке. Управляемость и стоимость изготовления подвески в этом случае отходит на второй план. По этой схеме построены все современные танки и бронетранспортеры.

Второе направление использования торсионов – это легкие коммерческие автомобили. Тут уже определяющим фактором служит объем грузового отсека и грузоподъемность. Поэтому максимально компактная и простая задняя подвеска пришлась как нельзя кстати. Сегодня такой тип можно увидеть на: Пежо Партнер, Ситроен Берлинго, Рено Меган, Рено Кангу.

Примерная цена работ по обслуживанию подвески такого типа. Стоимость самого упругого стержня для машин бюджетного класса около 6-7 тысяч рублей, держатели и сайлентблоки обойдутся еще в 700-1000 рублей. Замена в сервисе будет стоить еще пару тысяч, но можно сделать все работы своими руками при наличии специального ключа и съемника.

Что такое торсион?

Устройство торсиона представляет собой металлический вал или стержень, работающий на скручивание в одном направлении. В поперечном сечении торсион может быть круглым или квадратным, реже пластинчатым –  состоящим из нескольких слоев, совместно работающих на кручение.

Упругий элемент торсионной подвески с креплениями

Один из концов торсиона жестко прикреплен к несущему рычагу подвески посредством шлицевого соединения, второй аналогичным образом фиксируется на кузове или раме автомобиля. Ось вращения рычага и ось закручивания торсиона находятся на одной линии. Обладая рассчитанным сопротивлением к скручиванию под нагрузкой, торсион удерживает вес автомобиля и обеспечивает эффективное упругое соединение подвески и кузова при перемещениях рычага. Принцип работы торсиона используется также в при противоположных ходах подвески одной оси.

Торсионные валы круглого сечения

Сплав стали, из которого изготавливается торсион, обладает высокими характеристиками упругости и выносливости, способен выдерживать длительные нагрузки без ухудшения своих свойств. Длина и толщина вала также влияет на рабочие характеристики и мягкость подвески. Для защиты от ржавчины и разрушения поверхность торсиона покрывают специальным антикоррозийным составом, либо прорезиненным покрытием.

Принцип работы и устройство Multilink

Как уже говорили, чаще всего Multilink используется на задней оси автомобиля, но не исключены варианты использования системы на передней оси машины. Чтоб понять, как работают оба варианта и их устройство, рассмотрим каждую ось по отдельности.

Передняя многорычажная подвеска

Так как передние колеса всегда подвижные и служат для направления движения автомобиля, соответственно и устройство самой подвески будет на порядок сложнее, нежели сзади. В состав передней многорычажки входят такие основные детали:

• амортизаторы;

стабилизатор поперечной устойчивости;

пружины;

реактивные тяги (для ограничения перемещения ступицы в продольном направлении);

поперечные рычаги (для обеспечения наклона колеса по вертикали и горизонтали). В некоторых моделях могут обеспечивать продольное перемещение колеса;

шаровые опоры;

опоры подрамника;

подрамник.

Помимо перечисленных деталей, многорычажная подвеска на передней оси включает ступицу, подшипники и множество других мелких деталей. Учитывая, что Multilink является модернизированным набором от подвески на двойных поперечных рычагах, то и принцип работы на передней оси, соответственно похож. За счет поперечных рычагов обеспечивается смещение по вертикали, относительно кузова. Смещение колеса по горизонтали исключено за счет продольного рычага.

При наезде колеса на препятствие, основной удар на себя принимает пружина и амортизатор. Они гасят всю вибрацию и усилия, которые приходятся на колесо автомобиля от дорожного покрытия, тем самым минимизируя их передачу на кузов. Соответственно и система поворота передних колес аналогичная подвеске на двойных поперечных рычагах.

Задняя многорычажная подвеска

Конструкция задней многорычажки, по сути, аналогична передней, но за исключением возможности поворота ступицы. Самые простые варианты включают в себя один продольный и два поперечных рычага. В качестве основной опоры служит стойка амортизатора, соединенная со ступицей колеса. В зависимости от производителя, конструкция может меняться и включает в себя до 5-ти рычагов. Нижний рычаг в свою очередь считается несущим, держит вес кузова и пружину.

Что касается пружины и амортизатора, то они могут быть установлены раздельно или вместе, подобно механизму МакФерсон. Характерный плюс в задней многорычажной подвеске – наличие поперечного стабилизатора устойчивости, что так же придает дополнительный комфорт и лучшую управляемость. Самой дорогостоящей деталью считается несущий нижний рычаг, принимающий основную массу нагрузки, остальные рычаги и тяги выполняют роль направляющих.

Одной особенностью Multilink автомобиля на задней оси считается система подруливания колес. Инерция движения задних колес, в частности на высоких скоростях, влияет на управляемость автомобилем во время вхождения в поворот. По-другому, подруливание колес сопротивляется повороту, тем самым пытаясь остаться на прежней траектории, избежав заноса задней оси. Технология не новая и пришла можно сказать еще с довоенных времен. Так в частности военный джип Mercedes G5 был оснащен системой подруливания. Колеса минимально меняют угол поворота согласно передним колесам, хотя на самом деле это практически не заметно.

Торсионная подвеска – что это такое?

Торсион представляет собой вал, изготовленный из специальной пружинящей стали, обработанной термически. К сплаву предъявляются весьма жесткие требования. Он должен выдерживать продолжительные нагрузки, не теряя при этом свои первоначальные свойства. От этого зависит надежность и долговечность подвески в целом. Для уменьшения негативного воздействия внешней среды торсион покрывают антикоррозийным составом и краской. Наиболее защищены от появления ржавчины валы, которые покрыты прорезиненным составом.

Во время преодоления автомобилем неровностей торсионы работают на скручивание в одном направлении. В зависимости от конструктивных особенностей они бывают:

• круглые;
• квадратные;
• прямоугольные;
• набранные из нескольких слоев металла.

Концы торсиона жестко крепятся к:

• несущему рычагу;
• кузову или раме автомобиля (в зависимости от конструкции).

Фиксация происходит посредством шлицев. Крепление к кузову может быть реализовано при помощи профиля, отличного от круглого. Для нормальной работы подвески ось вращения рычага и ось торсиона должны лежать на одной линии.

Сопротивление скручиванию рассчитывается таким образом, чтобы торсион удерживал вес автомобиля, но при этом позволял двигаться рычагу, обеспечивая упругое соединение колес с кузовом. На жесткость подвески влияют форма, упругость сплава, длина и прочие рабочие характеристики торсиона.

Подвеска на косых рычагах

Устройство такой подвески во многом сходно с предыдущей, различие состоит только в том, что оси качания рычагов располагаются под косым углом. Благодаря этому сводится к минимуму изменение колесной базы машины, а крены кузова почти не влияют на угол наклона колес автомобиля, однако на неровностях, изменяется ширина колеи, и меняются углы схождения и развала, а значит, ухудшается управляемость. В роли упругих элементов использовались витые пружины, торсионы или пневмобаллоны. Данный вариант независимой подвески чаще применялся для задней оси автомобилей, исключение составлял лишь чешский Trabant, передняя подвеска которого была выполнена по такой схеме.

1. одношарнирные;
2. двухшарнирные.

В первом случае полуось имеет один шарнир, а ось качания рычага проходит через шарнир и располагается под углом 45 градусов к продольной оси машины. Такая конструкция дешевле, но и кинематически не совершенна, поэтому применялась только на легких и медленных машинах (ЗАЗ-965, Fiat-133).

Во втором случае полуоси имеют по два шарнира, внешний и внутренний, а сама ось качания рычага не проходит через внутренний шарнир. К продольной оси авто она располагается под углом 10-25 градусов, это предпочтительнее для кинематики подвески поскольку отклонения величин колеи, колесной базы и развала остаются в пределах нормы. Такое устройство имела задняя подвеска автомобилей ЗАЗ-968, Ford Sierra, Opel Senator и многих других.

Распространенные неисправности задней подвески автомобиля

Все автопроизводители сегодня стремятся сделать подвеску выпускаемых автомобилей максимально комфортной и надежной. Более того, машины, произведенные для российского рынка, оснащаются усиленным вариантом подвески. Усиление это достигается увеличением дорожного просвета и применением более жестких пружин. Но эксплуатация на отечественных дорогах рано или поздно вызывает неисправности даже усиленной ходовой, что ставит владельца автомобиля перед необходимостью ремонта.

Перечислим основные неполадки, возникающие в конструкции подвески:

• нарушение развала-схождения (углов установки колес);
• деформация рычагов подвески;
• ослабление или разрушение пружин;
• различные повреждения амортизатора;
• износ опоры амортизатора;
• износ втулок или повреждение стабилизатора поперечной устойчивости;
• повреждение резинометаллических или шаровых элементов крепления подвески.

Главная причина износа подвески – это низкое качество дорог. Однако есть и другие факторы, влияющие на долговечность деталей ходовой. Например, стиль и мастерство вождения, особенно при проезде неровностей

Важное значение имеет квалификация мастеров автосервиса, обслуживающих подвески. А также многое зависит от качества комплектующих, которые применяются при ремонте.

Неполадки в подвеске возникают или постепенно, или одномоментно. Такое случается при проезде неровностей и препятствий. Игнорирование одних неисправностей может повлечь выход из строя других деталей, так как в подвеске все взаимосвязано.

Автовладелец может по косвенным признакам понять, что в подвеске начинаются проблемы. Перечислим эти признаки:

• автомобиль не держит дорогу (норовит уйти в сторону);
• повороты и торможение сопровождаются раскачиванием кузова машины;
• движение автомобиля сопровождается вибрацией;
• подвеска стучит во время езды;
• «пробои» или возросшая жесткость во время проезда неровностей;
• шины изнашиваются быстро или неравномерно.

Однако следует знать, что подобные признаки характерны и для неполадок рулевого управления. Поэтому конкретно установить, какой же узел автомобиля нуждается в ремонте, можно только после тщательного осмотра и проверки всех элементов подвески.

Вышеперечисленные признаки могут быть вызваны совсем не неисправностями в подвеске, а нарушениями номинальных рабочих параметров колес. Например, при недокачанных шинах автомобиль может не держать дорогу, отклоняться в сторону. Вибрация также вызывается недостаточным давлением воздуха в шинах. Если колесо не отбалансировано, то при движении ожидаемо возникновение биений и стуков в подвеске. Поэтому при диагностике состояния подвески в первую очередь исключают версии, связанные с несоответствием рабочих параметров колес.

Некоторые автомобилисты игнорируют неисправности и передвигаются на автомобиле с неисправной подвеской. Но делать этого категорически не рекомендуется, так как любая неисправность в ходовой может вызвать аварию.

Систематизируем в таблице неисправности подвески и признаки, которые о них свидетельствуют:

Признаки	Неисправности
Увод в сторону при движении	Нарушение развала-схождения передних колес; нарушение геометрии рычагов подвески; потеря жесткости пружины; поломка верхней опоры амортизатора; выход из строя стабилизатора поперечной устойчивости.
Раскачивание при поворотах и торможении	Некачественный амортизатор; выработка втулок или поломка стабилизатора поперечной устойчивости.
Вибрация в движении	нарушение угла установки передних колес; амортизатор утратил свои характеристики.
Стук при движении	Поломка пружины; неисправности амортизатора; требуют замены резинометаллические или шаровые элементы подвески
«Пробой» подвески	Деформация рычага подвески; снижение жесткости пружины; неисправности амортизатора; требуют замены резинометаллические или шаровые элементы подвески.
Неравномерный или повышенный износ шин	Нарушение угла установки передних колес; деформация рычага подвески; требуют замены резинометаллические или шаровые элементы подвески

Неисправности задней подвески ВАЗ 2107

Элементы задней подвески выходят из строя не так часто, как на передке, но и их иногда приходится менять, поскольку даже самые надёжные детали со временем изнашиваются. О поломке или повреждении того или иного изделия свидетельствуют характерные признаки, которые позволяют правильно определить проблему и быстрее отремонтировать подвеску.

Стуки

Стуки в задней подвеске могут быть разного характера и причины их возникновения также бывают различными:

• стук в момент трогания. Неисправность проявляется при обрыве одной из реактивных штанг заднего моста или кронштейнов, которые их удерживают. Для решения проблемы необходимо осмотреть подвеску, выявить повреждённую тягу и заменить её;
• стуки во время движения. Стучать могут разбитые сайлентблоки реактивных тяг. Со временем металлическая втулка начинает попросту болтаться в резине, а мост «гулять», что приводит к появлению посторонних звуков. Лечится неисправность заменой резиновых втулок штанг заднего моста;
• стук при сильном сжатии подвески. Такое происходит при повреждении отбойника, в результате чего подвеску «пробивает». Поэтому нужно осмотреть буферные элементы и заменить вышедшие из строя.

Видео: стуки на «Жигулях» при трогании

«Пробои» подвески

Такое понятие, как «пробой», возникает в том случае, когда подвеска не справляется со своей функцией. Причин этому может быть несколько:

• перегруз задней оси. Подвеску часто может «пробивать» из-за перегруженной задней оси, например, если автомобиль сильно нагружается. В этом случае нужно разгрузить заднюю ось;
• поломка либо осадка пружины. Несмотря на то что пружины изготавливаются из прочной стали, со временем они всё же проседают, особенно при частых перевозках грузов. Выход из ситуации — установить новые или более жёсткие пружины;
• выход из строя амортизаторов. Если амортизаторы неспособны гасить колебания, то полноценная работа подвески невозможна. Амортизирующие элементы потребуется заменить.

Машину тянет в сторону

Иногда с подвеской ВАЗовской «семёрки» бывают и такие нюансы, когда автомобиль уводит в сторону. Перечислим причины, по которым такое может происходить:

• поломка или осадка пружины. Из-за повреждённой пружины автомобиль на дороге будет стоять неровно, что может послужить причиной ухода в одну из сторон. Пружину потребуется заменить;

  Повреждение пружины может привести к тому, что автомобиль будет уводить в сторону

• смещение задней оси из-за износа сайлентблоков реактивных тяг. Появление свободного хода в элементах подвески приводит к неустойчивому поведению машины на дороге, что говорит о необходимости замены резинометаллических комплектующих.

Посторонние шумы и звуки могут исходить не только от неисправных элементов подвески, но и от ходовой, что не всегда легко определить при недостаточном опыте. Во время движения из задней части автомобиля может доноситься гул самого редуктора заднего моста, который требует регулировки либо замены. Кроме редуктора могут гудеть подшипники полуосей в результате износа либо малого количества смазки. При просадке пружин колёса на поворотах могут задевать пластиковые подкрылки, если они установлены. Также могут попросту ослабнуть колёсные болты при слабой затяжке, что приведёт к посторонним шумам. Поэтому с каждым конкретным случаем нужно разбираться отдельно, откуда и в какой момент доносится тот или иной звук. Только в этом случае можно будет более точно диагностировать неисправность.

Подвески пикапов, грузовиков и внедорожников

При создании грузовых тяжей автомобильные изобретатели и инженеры использовали как правило варианты с размещением осей на продольных или поперечных рессорах. Со временем, даже сейчас некоторые производители не сильно изменили эту установку, хотя и утверждать об отсутствии прогресса тоже нельзя. Уже сейчас можно встретить модели, которые используют гидравлическую подвеску. Безусловной отличительной чертой почти всех подвесок грузовиков является использование простых конструкций в виде стандартного моста, который крепится к кузову с помощью кронштейна, а соединяются рессорами.

А вот у внедорожников и пикапов эта конструкция немного сложнее и может отличаться даже на примере одной модели (сзади один тип, например, зависимый, а спереди расположиться независимый). Такая адаптивность объясняется повышенной необходимости подобных автомобилей в преодолении труднопроходимых участков. Как правило, основа для подобных автомобилей является с рессорным типом подвески, хотя некоторые конструируют подвески и на пружинной основе.

Подвеска грузового автомобиля с виду представляет очень сложный механизм, однако по конструкции намного проще некоторых типов легковых автомобилей.