В ходовой части “Chevrolet Corvette” используются легкие поперечные композитные рессоры.
ПО СВОЕЙ конструкции подвески прежде всего подразделяются на зависимые и независимые. У первых колеса одной оси жестко связаны между собой неразрезной балкой (мостом), в то время как у вторых они могут перемещаться относительно друг друга.
На легковых автомобилях зависимые подвески сегодня практически не применяются. Дело в том, что они не в состоянии обеспечить хорошую управляемость и комфорт. Зато такая конструкция прочна, надежна, да к тому же обладает большими ходами, что очень важно на бездорожье. Поэтому на некоторых серьезных внедорожниках вроде “Jeep Wrangler” или “Land Rover Defender” до сих пор можно встретить неразрезные мосты, причем как на передней, так и на задней оси. А на многих совре менных пикапах (к примеру, на “Mitsubishi L200”) жесткая балка ставится только сзади.
Независимые подвески более сложны и дороги, зато и работают намного точнее. Поэтому они все чаще встречаются не только на легковых машинах, но и на “асфальтовых” джипах, для которых хорошая управляемость важнее проходимости.
Пожалуй, наиболее распространенная схема независимой подвески – McPherson. Она состоит из стойки, объединяющей амортизатор и пружину (на некоторых дорогих моделях – пневмоэлемент), и поперечного рычага, соединяющего колесо с кузовом.
Такая подвеска достаточно легкая и, что самое главное, очень компактная. Поэтому ее применяют на ведущей оси подавляющего большинства переднеприводных моделей от “Daewoo Matiz” до “Toyota Camry”. Ведь на подобных автомобилях двигатель расположен поперечно, и для подвески места практически не остается.
Но подобная схема не лишена недостатков, главный из которых – повышенная нагрузка на кузов. Его приходится усиливать, увеличивая массу машины.
Подвеска на попе речных рычагах широко применяется на легковых автомобилях уже более 50 лет. Ее конструкция предельно проста и надежна – колеса крепятся к кузову на двух рычагах, расположенных один над другим. Важное преимущество такой схемы – широкие возможности настройки. Наклоняя рычаги в разных плоскостях, разработчики могут изменять характер поведения машины и даже, например, избежать “клевков” при торможении или продольного крена при разгоне.
“Jeep Wrangler” – один из немногих современных автомобилей с передней и задней зависимыми подвесками.
Но подобная конструкция занимает много места, поэтому сегодня подвеска на двойных поперечных рычагах применяется в основном на дорогих (“Audi A8”) или спортивных (“Mazda MX-5”) моделях с продольным расположением двигателя. Да и то, как правило, лишь спереди.
На задней оси современных машин чаще всего используется многорычажная подвеска. Возможности ее настройки очень велики. В некоторых конструкциях колеса даже могут подруливать в повороте.
Но подобная схема сложна, дорога и не слишком долговечна – на плохих дорогах ее многочисленные шарниры быстро изнашиваются. Поэтому на доступных моделях, предназначенных для рынков развивающихся стран, чаще используется проверенная временем подвеска на продольных рычагах. Пусть она не в силах обеспечить изысканную управляемость, зато славится своей “неубиваемостью”.
В такой конструкции правый и левый рычаги связаны упругой поперечной балкой. В зависимости от ее местоположения (по отношению к точкам крепления рычагов к кузову) меняется характер работы подвески.
Говоря о ходовой части, нельзя не упомянуть об устройстве, которое уменьшает крен автомобиля в поворотах – стабилизаторе поперечной устойчивости. Он представляет собой изогну тый пру ток, который начинает скручиваться, сопротивляясь крену, стоит только машине наклониться. Устройство простое и эффективное. Поэтому сегодня его можно встретить на любом автомобиле.
Сталь, резина или воздух?
ЕСЛИ от расположения и количества рычагов зависят ходовые качества автомобиля, то плавность его хода определяют упругие элементы подвески. Они играют роль буфера между ходовой частью и кузовом, сглаживая толчки и удары при наезде колеса на неровность дороги.
От конных экипажей и карет машинам перешли по наследству листовые рессоры: набор длинных металлических пластин, скрепленных между собой. Поначалу их использование казалось привлекательным. Ведь такой подвеске не нужны рычаги (их заменяет сама рессора). Кроме того, трение между пластинами гасило колебания кузова – это позволяло обойтись без амортизаторов; тем самым конструкция ходовой части значительно упрощалась.
Но со временем громоздкая жесткая рессора перестала удовлетворять современным требованиям по плавности хода и – главное – компоновке. Сегодня подобную подвеску можно встретить разве что на задней оси некоторых внедорожников (в частности “Hummer H3”), и пикапов (“Mazda BT-50”) – то есть там, где надежность и грузоподъемность важнее комфорта. Правда, в конце прошлого века компания “Volvo” оснащала некоторые свои легковые модели поперечно расположенной рессорой из легких композитных материалов, но другие производители этому примеру не последовали. Лишь на “Chevrolet Corvette” и поныне применяется подобная конструкция.
В наши дни большая часть автомобилей выпускается с пружинной подвеской. Здесь в роли упругого элемента выступает легкая, компактная и недорогая витая пружина. Но помимо достоинств у нее есть свои недостатки: она способна воспринимать лишь те усилия, которые направлены строго вдоль ее оси. То есть в этом случае наличие в подвеске рычагов обязательно. Вдобавок для обеспечения высокой плавности хода упругий элемент должен менять свою жесткость в зависимости от степени загрузки автомобиля. Даже пружины сложной формы и с переменным шагом витков не могут полностью решить эту проблему.
Благодаря электронно-управляемой активной подвеске “BMW X5” сочетает хорошую управляемость и высокую плавность хода.
Похожим недостатком обладает торсион – металлический стержень, работающий на скручивание. Одним концом он крепится к кузову машины, а другим – к рычагу подвески. Такие конструкции надежны и легки, но длинный стержень занимает довольно много места. Поэтому на компактных машинах торсион чаще всего используют на задней оси, где его размещают вну три поперечной балки. Продольно такой упругий элемент устанавливается, пожалуй, лишь в передней подвеске некоторых пикапов (пример – “Great Wall Deer”), поскольку его удобно разместить вдоль лонжерона рамы.
Самый дешевый упругий элемент, обладающий оптимальной характеристикой для высокой плавности хода, – резиновый. Но для современных машин он не подходит, поскольку этот материал быстро стареет и его упругость сильно зависит от температуры воздуха. Такую подвеску сейчас уже не встретишь, да и раньше она применялась лишь на самых доступных моделях вроде легендарного классического “Mini”. Зато резиновые элементы отлично показали себя в качестве буферов сжатия и отбоя, которые предотвращают жесткие удары при предельных перемещениях деталей подвески.
Лучшую плавность хода придают автомобилю пневматические упругие элементы. Они представляют собой эластичные баллоны, в которых специальный компрессор поддерживает необходимое давление воздуха. Это позволяет не только обеспечивать высокий комфорт для пассажиров, но и сохранять постоянный дорожный просвет вне зависимости от загрузки машины и даже изменять клиренс по желанию водителя.
То же самое способны проделывать и гидропневматические подвески. Вместо баллона здесь применяется особая стальная камера, разделенная на две половины подвижной мембраной. В верхней части находится сжатый газ, который и выполняет роль упругого элемента, а в нижней – масло. Как известно, жидкость практически не сжимается, поэтому способна передавать толчки от неровностей дороги на пневмоэлемент. Преимущества такой схемы в относительной простоте, поскольку управлять потоком жидкости не так сложно, как газовым.
Такая конструкция упругих элементов позволила автопроизводителям создать активные подвески. В зависимости от дорожных условий и поведения автомобиля система управления меняет настройки амортизаторов, дорожный просвет и даже жесткость стабилизаторов поперечной устойчивости. В результате обеспечиваются отличная управляемость и устойчивость без ущерба для плавности хода. Но подобные конструкции очень дороги, поэтому сегодня их применяют в основном на престижных моделях вроде BMW 7-й серии или “Mercedes-Benz” S-класса. Однако со временем эти схемы скорее всего появятся и на массовых автомобилях.
