Преимущества и недостатки различных типов подвесок

Независимые подвески на двойных поперечных рычагах и с направляющими пружинными и амортизаторными стойками требуют мало места в поперечном направлении, оставляя, например, в середине место для двигателя. Другие независимые подвески на продольных и косых рычагах почти не занимают пространство по высоте и позволяют получить широкий багажник с плоским полом. На всех зависимых подвесках балка перемещается на полную величину хода подвески. Свободное место, которое должно быть оставлено для этого сверху уменьшает объём заднего багажника и затрудняет размещение запасного колеса. Спереди такая балка оказалась бы под двигателем, и для обеспечения достаточного хода сжатия потребовалось бы поднять двигатель или сместить его назад. По этой причине зависимые передние подвески применяются только на грузовых автомобилях и полноприводных многоцелевых легковых автомобилях.

Ходовая часть легкового автомобиля должна с запасом удовлетворять условия движения, которые могут быть созданы двигателем. В условиях всевозрастающих ускорений, скоростей движения (в том числе и на поворотах) и замедлений ходовая часть должна надёжно обеспечивать безопасность движения. Эти требования легче выполнить применяя независимые подвески, которые имеют следующие основные преимущества:

– компактность;

– возможность кинематического или эластокинематического изменения схождения колёс в направлении недостаточной поворачиваемости;

– небольшая масса;

– отсутствие взаимовлияния колёс.

Два последних преимущества важны для хорошего сцепления с дорогой, особенно на поворотах с волнистым дорожным покрытием.

Поперечные и продольные рычаги обеспечивают желательные кинематические характеристики колёс при ходах сжатия и отбоя, и осуществляют передачу сил на кузов. Боковые силы образуют дополнительно момент, усиливающий поперечный крен кузова на повороте. Опоры рычагов деформируются под нагрузкой и влияют на характеристики упругости: либо увеличивают жёсткость за счёт скручивания резиновых элементов, либо трения за счёт скольжения деталей.

Колёса наклоняются вместе с кузовом, наружное (при повороте) колесо, которое должно воспринимать большую часть боковой силы, наклоняется в сторону положительного развала, а внутреннее – в сторону отрицательного. В результате возможность передачи шинами боковых усилий уменьшается. Чтобы этого не происходило, кинематическое изменение развала должно противодействовать указанному недостатку. Кроме того, поперечный крен кузова на повороте должен быть, возможно, меньше. Этого можно достичь с помощью более жёсткой подвески, дополнительных стабилизаторов или высокорасположенных центров крена.

Зависимые подвески также имеют целый ряд недостатков, существенных для легковых автомобилей, но допустимых для средних и тяжёлых грузовых автомобилей:

– большая масса балки при расположении в ней главной передачи;

– склонность к смещению на дороге с поперечными волнами;

– собственный поворот оси при прямолинейном движении с выбоинами;

– необходимость свободного пространства над осью, соответствующего ходу сжатия подвески;

– перераспределение колёсных нагрузок под тягового момента, особенно при установки сдвоенных шин.

Поперечный крен кузова под действием центробежной силы, приложенной в центре масс автомобиля, при зависимой подвеске увеличивается.

За счёт совершенствования деталей подвески и соответствующего исполнения упругих и демпфирующих элементов характеристики зависимых подвесок ведущих колёс удалось улучшить на столько, что, несмотря на тяжёлую главную передачу, они применяются в настоящее время на крупносерийных лимузинах и купе, достигающих скорости 190 км/ч и более.

Из-за большой массы зависимая подвеска ведущих колёс на волнистой, неровной дороге (в особенности на поворотах) не достигает по уровню параметров независимых подвесок, однако склонность к смещению может быть в определённой степени снижена установкой газонаполненных однотрубных амортизаторов. Эти амортизаторы, правда, дороже, однако позволяют без заметного ухудшения плавности хода повысить усилие сжатия. В результате усилие демпфирования будет лучше противодействовать подскакиванию колёс при ходе сжатия. Эта мера является самым простым и, возможно, самым экономичным способом устранения основного недостатка зависимой подвески.

В отличие от автомобилей классической компоновки, на переднеприводных картина другая: их зависимая задняя подвеска имеет скорее преимущества, чем недостатки. Она получается не тяжелее сопоставимых независимых подвесок и, кроме того, даёт возможность получения высокого центра крена (что желательно для автомобилей с таким приводом).

Другие преимущества зависимой подвески:

– простота и экономичность изготовления;

– отсутствие изменения колеи, схождения и развала при ходах подвески, что обуславливает малый износ шин и хорошую боковую устойчивость;

– постоянство развала колёс при крене кузова на повороте, т.е. стабильная передача шинами боковых сил;

– восприятие момента боковых сил поперечной штангой, которую можно расположить почти на любой высоте, что позволяет изменять поворачиваемость под действием боковой силы.

Неразрезной задний мост может быть подвешен на наклонных продольных рычагах или продольных рессорах таким образом, что при движении на повороте он повернётся на небольшой угол относительно продольной оси автомобиля, при этом с наружной стороны база несколько уменьшается, а с внутренней – соответственно увеличивается.

Задний мост поворачивается в направлении поворота автомобиля, способствуя тем самым недостаточной поворачиваемости. Такая подвеска хотя и может отрицательно сказаться при движении по неровным дорогам, однако противодействует присущей легковым автомобилям классической компоновке тенденции к избыточной поворачиваемости при движении на поворотах. При зависимой подвеске ведущих колёс автомобиль реагирует на изменение подачи топлива, хотя и не в такой степени, как при подвеске на косых рычагах. На переднеприводных автомобилях ведомым колёсам можно придать отрицательный развал, что несколько улучшает передачу шинам боковых сил, но иногда ухудшает характер износа.

Независимо от типа привода отмечается явная тенденция к применению направляющих стоек в передних подвесках. На легковых автомобилях классической компоновки задняя зависимая подвеска всё больше вытесняется подвесками на косых и двойных поперечных рычагах. В то же время зависимые подвески всё чаще применяются для задних колёс на переднеприводных и полноприводных легковых автомобилях.