Зависимая или независимая подвеска: какая лучше?

Требования к конструкции

Подвеска выполняет целый ряд функций, важность каждой из которых определяется конкретными целями применения транспортного средства:

• плавность хода и комфорт;
• минимальные крены кузова, парирование продольных и поперечных раскачиваний;
• обеспечение постоянного и стабильного контакта протектора шин с дорогой, как основы сохранения управляемости в любых условиях;
• сохранение заданной плоскости вращения колёс относительно кузова или изменение её положения в нужную сторону (пассивное подруливание);
• гашение колебательных процессов демпфированием;
• взаимодействие с рулевым управлением, тормозной системой и приводом передачи крутящего момента;
• противостояние реактивным усилиям и моментам в ходовой части с минимальным изменением геометрии;
• достаточная величина рабочего хода подвески (колёс) между крайними верхним и нижним положениями;
• энергоёмкость, то есть способность поглощать энергию ударов и толчков на неровностях, не передавая её на кузов и не вызывая колебательных процессов, тем более резонансов на повторяющихся воздействиях;
• надёжность, прочность и долговечность.

Основные проблемы проектирования появляются при попытке обеспечить компромисс между комфортом и управляемостью. Отсюда и условное деление всех подвесок на мягкие и жёсткие.

Полунезависимая подвеска

Задняя подвеска у Lifan Solano На фото выше показана задняя, полунезависимаяподвеска, у автомобиля Solano.

Многие сейчас зададутся вопросом.

Сейчас объясню.

Если оценивать по внешнему виду, полунезависимая и зависимая балка, между собой похожи. Но есть ряд конструктивных различий. Самое главное отличие — это то, что полунезависимая балка несёт в себе характеристики торсиона, либо торсион конструктивно встроен в балку (на фото выше показан красной стрелкой). Встроенный торсион смягчает усилие, передаваемое с одного колеса на другое, что отлично сказывается на ходовых качествах автомобиля, при проезде неровных участков на скорости.

Устройство и основное предназначение

Подвеска автомобиля — устройство, схема которого состоит из деталей, соединяющих колеса с кузовом. Передвигаясь по дороге, водитель чувствует неровности. Задача подвески — заглушить колебания. С ее помощью колеса могут спокойно вращаться, независимо от кузова. Кроме того, она считается обязательным атрибутом «ходовой» любой машины. 

Подвеска обладает сложным строением с технической точки зрения. Она включает в себя:

 Амортизаторы — приборы, которые нужны для нивелирования «тряски» кузова.

 Направляющие детали — изготовлены в форме рычагов. Они обеспечивают сочетание корпуса и подвески, а также помогают колесам перемещаться относительно кузова. 

 Упругие детали — совокупность элементов, включающие в себя торсионы, пружины и неметаллические детали. Благодаря своей упругости, они принимают удары от дорожных кочек на себя и распределяют по всему кузову.

 СПУ — стабилизатор в виде штанги из металла, который соединяет кузов с подвеской, при этом не дает увеличиваться крену во время движения авто.

 Колесные опоры — это поворотные кулаки, принимающие от колес нагрузку и распространяющие их на подвеску.

Кроме этого, в состав деталей входят элементы крепления, агрегатов и узлов подвески. 

Что касается назначения, то подвеска изначально создавалась для обеспечения комфорта во время движения. Упругие детали воспринимают вибрацию на себя и распределяют ее. Еще одной «опцией» данной конструкции является помощь при выполнении маневров. Наиболее сложные конструкции как раз изготавливаются для этого. Инженеры постоянно совершенствуют деталь, добавляя автомобилю еще больше управляемости и устойчивости.

И последнее назначение — вспомогательная функция при торможении. Подвеска способна поглощать инерцию движения вперед. Специалисты могут определить ее настройку, взглянув на то, как водитель тормозит.

Назначение и устройство подвески

К сожалению дорожное полотно не всегда ровное и гладкое, а все возникающие колебания передаются на кузов машины. Подвеска предназначена для смягчения этих колебаний. Другими словами, подвеска предотвращает излишнюю тряску при езде, обеспечивая максимальный комфорт пассажирам. Она, на ряду с колесами, входит в число обязательных элементов ходовой части автомобиля.

Функции подвески:

1. Соединение мостов и колес с кузовом автомобиля. Благодаря наличию подвески, колеса могут поворачиваться, задавая направление движению транспортного средства.
2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
3. Обеспечение плавности хода и сглаживание отдачи от дорожных неровностей. Большая нагрузка на ходовую часть происходит во время движения по разбитому дорожному полотну, что может привести к быстрой поломке.

Подвеска должна быть прочной и долговечной для качественного выполнения своих функций, поэтому все производители ищут всевозможные решения в этом направлении, внедряя нововведения.

В современном автомобиле подвеска представляет собой достаточно сложную техническую систему, в которую входят:

• Упругие элементы. К ним относятся металлические (торсионы, пружины, рессоры) и неметаллические (резиновые, пневматические и гидропневматические) детали, которые принимают на себя нагрузку от колебаний, связанных с неровностью дороги, и равномерно распределяют ее по всему кузову. Эти детали обладают упругими характеристика, в связи с чем и относятся к данной группе элементов.
• Направляющие элементы — детали, обеспечивающие соединение подвески с кузовом. Это различные рычаги (поперечные или продольные), регулирующие взаимодействие колес и кузова по отношению друг к другу.
• Амортизаторы — гасящие устройства, предназначенные для выравнивания колебаний кузова, полученных от упругого элемента. Они имеют гидравлическое (принцип работы основан на протекании масляной жидкости через систему отверстий и создании гидравлического сопротивления), пневматическое (действующим веществом выступает газ) и гидропневматическое (комбинированное) строение.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Это некая металлическая штанга, препятствующая образованию чрезмерного крена в процессе движения автомобиля.
• Опоры колеса — элементы на передней оси, принимающие на себя, и распределяющие по всей подвеске нагрузку, исходящую от колес.
• Крепежные элементы, соединяющие детали между собой (например, болты, втулки шаровые шарниры и т. д.)

СПРАВКА: на передней подвеске обычно располагаются две шаровые опоры, иногда четыре (например на внедорожниках), реже три

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.

Устройство подвески автомобиля

Конструкция включает следующие элементы:

• Упругие устройства. Принимают на себя нагрузки от дорожного полотна во время движения по кочкам, ухабам, минимизируют динамические нагрузки, вертикальные ускорения, смягчают удары, уберегают от «копирования» дорожных неровностей кузовом, отпружинивают толчки, обеспечивают транспортному средству плавную езду (оптимальный вариант – колебания 1 — 1,3 Гц). Популярные упругие элементы – витые пружины, торсионы.
• Демпфирующие элементы. Представлены всевозможными видами амортизаторов – пневматическими, газомасляными, масляными, магнитными. Поглощают тряску, не дают удару пройти к кузову авто.
• Направляющие. Обеспечивают корректное положение колесной базы при совершении маневров во время движения по прямой траектории и при поворотах. Роль направляющих выполняют рычаги, поперечные тяги.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Предохраняет авто от заваливания набок на поворотах.
• Крепления для амортизаторов, рычагов, стабилизатора поперечной устойчивости. Упругие вставки гасят вибрации и колебания, передаваемые в самой ПА от одного узла к другому. Если вставка сделана из полиуретана, то это хорошее условие, обеспечивающее профилактику для всей подвески от «выжимания» и нежелательной деформации.
• Шаровые опоры. Связывают рычаг ПА со ступицей (центральной вращающейся частью) колеса. Если в непорядке шаровая опора, то во время движения колеса могут начать выворачиваться наружу, а сама машина начнёт заваливаться на одно из крыльев.
• Сайлентблоки. Втулки из металла с резиновой или полиуретановой вставкой, образующие шарниры.

На упругих элементах, входящие в схему подвески автомобиля, остановимся наиболее подробно.

Витые пружины

Главная задача пружин – поддержка веса транспортного средства, гашение вибраций и ударов от дорожного полотна, сохранение надлежащего дорожного просвета.

Стандартные пружины средней жёсткости ставятся на городские легковые автомобили.

Усиленные пружины с высокой жесткостью – элементы задней подвески автомобиля. Их активно монтируют на транспортные средства, у которых на заднюю ось приходятся заметные весовые нагрузки. Это грузовики, легковые авто с прицепом.

На некоторые транспортные средства могут ставиться пружины с переменным сечением прута – с переменной жесткостью. Благодаря ним автомобиль легко адаптируется к любой дорожной ситуации.

Большинство пружин изготавливается в печах из прутков из рессорно-пружинной, торсионной стали. При деформации материал способен возвратиться в исходное положение. Пружины делают из прутков круглого сечения. Могут быть бочкообразными, коническими, цилиндрическими. Для гоночных авто выпускают пружины из углепластика.

Торсионы

Представляют собой металлические упругие стержни круглого сечения. Имеют на концах шлицевое соединение. Отлично работают на скручивание. Обеспечивают упругую связь между колесом и кузовом при перемещении колес.

Чаще всего монтируются на независимых подвесках у многоосных транспортных средств. Крепятся одним концом к кузову, другим – к рычагу.

Торсионы – распространённые компоненты передней ПА у рамных внедорожников и грузопассажирских фургонов RENAULT KANGOO, Iveco Daily, MERCEDES-BENZ.

Рессоры

Рессоры – упругие элементы ПА из металла. Эффективны для передачи нагрузки от кузова к ходовой (колесам, гусеницам). Могут быть однолистовыми и многолистовыми.

Одни из самых первых типов упругих элементов ПА. Изначально активно присутствовали и на легковом, и на грузовом транспорте. В странах СНГ рессоры в составе подвески хорошо знакомы владельцам машин «Москвич», «Волга».

Сейчас рессоры ставятся на коммерческий транспорт, преимущественно тяжёлые грузовики, строительную спецтехнику с двумя задними мостами.

Отказ от рессор у производителей легковых авто и интерес к ним со стороны производителей тяжёлого транспорта вызван тем, что главный недостаток большинства рессор – невозможность обеспечить плавный ход на хорошем полотне (это связано с высоким трением в самих компонентах устройства данного типа) , при этом это наиболее надёжное решение, когда нужно удержать кузов гружёной машины на заданной высоте, обеспечить тяжёлому грузовому транспорту безопасность движения.

И пока одни производители говорят, что рессоры уходят в прошлое, другие удивляются новыми решениями: рессорами с графитовым покрытием (существенно снижается трение), дробеструйным упрочнением.

Багги на зависимой подвеске

Несмотря на надежность и проверенные временем ситуации, зависимая подвеска имеет свои изъяны и недостатки, которые в самое неподходящее время могут подвески владельца. Бывает это крайне редко, но если случается результат не самый приятный, так как машина может ехать груженой до отказа или же вовсе быть на бездорожье, где СТО вовсе нет поблизости. В зависимости от автомобиля, на который установлена зависимая основа, соответственные могут быть и багги механизма.

Многое в определении поломки подвески зависит от опыта и хозяина, в большей мере именно хозяин первым увидит неисправности и неправильную работу всего механизма. Хотя бы раз в жизни каждый водитель видел, который реагирует на каждую неровность или выбоину на дорожном покрытии. Это первый признак поломки одной из деталей всей подвески. Зачастую это трещина, срыв стяжного элемента или же вовсе плохие амортизаторы. Предшествием ощутимых признаков может быть неприятный шум или небольшой стук.

Еще одна частая причина поломки зависимой подвески – уход от прямолинейного движения по горизонтальной плоскости (учитываем, что давление в шинах равномерное). Основной причиной может быть неодинаковая осадка пружин, рессоры или же просадка одной из деталей, отвечающих за стяжку рессоры, или жесткий крепеж продольных рычагов. На сегодня это считается самой частой поломкой зависимой основы, а если учитывать состояние дорог, то предсказать её практически невозможно. Зависимость равномерная, чем больше нагрузка и дольше срок эксплуатации без технического обслуживания, тем быстрей выйдет из строя одна из деталей такой подвески.

Третей и самой частой поломкой зависимой подвески можно считать выход из строя самого моста. Причин так же может быть много, но, как правило, это недочеты водителя, несвоевременное обнаружение причины. Результат поломки может быть плачевным, зачастую разрыв моста тянет за собой выход из строя целого ряда деталей, а автомобиль требует мгновенной остановки и не сможет продолжить дальнейшее движение. Предшествием такой поломки является характерный гул кардана или других подвижных (вращающихся) элементов во время движения машины.

Несмотря на самые разнообразные и непредсказуемые поломки зависимой подвески, большая часть деталей стоят относительно не дорого, а сам ремонт вполне простой и сделать можно самостоятельно в гараже.

Цена деталей зависимой подвески автомобилей
Наименование	Цена от, руб.
Балка заднего моста ВАЗ 2101	6285
Амортизатор задний ВАЗ 2106	838
Болт балки ВАЗ 2106	30
Буфер хода сжатия ВАЗ 2106	52
Втулка стабилизатора ВАЗ 2101-2107	105
Ось рычага ВАЗ 2101	322

Как видим, стоимость деталей доступна, а значит, и ремонт зависимой подвески будет недорогим. В частности наведен пример на легковых автомобилях ВАЗ 2101 и 2106, которые чаще всего можно встретить на дорогах общего пользования. Что касается зависимой основы грузовых автомобилей, то цена деталей будет немного больше. Все же в сравнении с деталями независимой подвески, цена значительно ниже, что еще раз подтверждает недорогую себестоимость производства зависимой основы.

Заключение о зависимой подвеске автомобиля

Рассматривая зависимую и независимую подвеску автомобилей, отличия заметны невооруженным глазом. Если вы желаете получить комфорт и не планируете выезжать на бездорожье, то все же лучше остановить выбор на независимом механизме

Но, если же в первую очередь для Вас важна надежность, устойчивость и максимальный ресурс, при этом комфорт на последнем месте – стоит обратить внимание на зависимый вариант подвески. Так же не стоит забывать, что помимо большого ресурса механизмов зависимой подвески, в ремонте она обойдется намного дешевле, нежели другие варианты независимой

Видео-обзор принцип работы зависимой подвески автомобиля:

Типовое разнообразие

Любая из подвесок автомобилей должна обеспечивать необходимую плавность хода, обладать кинематическими характеристиками, отвечающих требованиям устойчивости и управляемости авто.

В авто с зависимой подвеской подразумевается жесткое соединение колес, стоящих напротив, движение одного из которых в поперечной плоскости содействует перемещению второго. Авто с независимой подвеской характеризуются более сложной конструкцией, у которой смещение колес не зависит друг от друга. Этот тип независимых подвески авто подразделяются на рычажные и свечные. Виды, которые встречаются чаще всего:

• с качающимися полуосями;
• на продольных рычагах (пружинная, торсионная);
• с косыми рычагами;
• с продольными и поперечными рычагами;
• с двойными продольными и поперечными рычагами (пружинные, торсионные, рессорные);
• торсионно-рычажные;
• «Макферсон»;
• гидропневматические и пневматические подвески;
• адаптивные.

Зависимый тип

На авто этого типа подвески подразумевается жесткая связь между колесами. Агрегаты зависимого типа относятся к первым изобретениям человечества, которые ушли не очень далеко от конструкции телег, когда два колеса соединялись между собой осью.

Современные аналоги разделяются на рессорные и пружинные. Первый вариант в качестве упругого элемента предусматривает рессору, крепление которой проводится к балке моста, концами к раме или корпусу авто. Второй вариант подвесок подразумевает использование пружины.

Зависимая подвеска

Пусть этот тип и считается устаревшим в силу давности его изобретения, он до сих пор находит широкое применение среди грузовых автомобилей и внедорожников. Недостатки, которые безразличны на плохой дороге, становятся очевидными на трассе:

• управляемость остается желать лучшего из-за приличных подрессоренных масс при условии движения на высокой скорости;
• плохая устойчивость курсового типа;
• уровень комфорт для легковых автомобилей очень мал.

Независимый тип

Это вариант подвесок авто совершенно другой и не имеющий ничего общего с рассмотренным ранее. Подобная конструкция не имеет жесткой связи между колесами. На практике такая подвеска подразумевает автономное крепление каждого колеса к кузову авто, а при колебании одного из них эти изменения не передаются к остальным. Благодаря этому фактору крен кузова уменьшается, как результат устойчивость повышается. Практическая реализация варианта независимых подвесок автомобилей разнообразна, которая объедена в два основных типа: рычажные и свечные. Виды первых: двухрычажные, поперечнорычажные, косорычажные и продольнорычажные. Последние включают подвески МакФерсона.

Среди легковых автомобилей широко распространены подвески МакФерсона и поперечнорычажная. Причины, которые наделяют авто рядом преимуществ, объясняют фактор популярности подвесок, среди них:

• достойный уровень комфорта;
• высокая степень управляемости;
• хорошая обратная связь при рулении;
• крены минимальны;
• высокая скорость движения.

Независимая подвеска

Комбинированный тип

Это комбинация двух автомобильных подвесок, описанных ранее. Их конструкция спереди включает установку независимой подвески, а сзади – установку моста. Компромиссное решение разработчиков позволяет достичь комфортного передвижения по асфальту и свободного преодоления незначительного бездорожья.

Подобная комбинация легковых автомобилей идеально впишется в кроссоверы и паркетники. Возможность свободно передвигаться по городу, выезжать в лес на пикник либо проезда по проселочным дорогам становится воплощаемой задачей. Пусть и получится что-то среднее, зато в большинстве случаев обеспечит приемлемые условия движения.

Комбинации, заслуживающие внимания

Описанные выше виды подвесок не исчерпывают их многообразие. Существуют ещё некоторые типы агрегатов, которые заслуживают внимания:

• Торсионная. Основывается на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал. Его функция представлена в виде скручивания при возникновении нагрузки.
• Активная. Для легковых автомобилей с этой подвеской термин «активная» предусматривает возможность колебания параметров при эксплуатации агрегата.
• Пневматическая. Отвечает за изменение высоты автомобилей относительно дороги, другими словами, колебания клиренса. Конструкция пневмоподвески предусматривает применение пневмоупоров на каждом колесе. Отдельно взятая пневматическая подвеска легковых автомобилей не является отдельным видом, но служит своеобразным дополнением к стандартной.