Znak-ekb.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подвеска на двойных поперечных рычагах

Honda CR-V › Бортжурнал › Подвеска на двойных поперечных рычагах

С момента своего создания в 1935 году подвеска на двойных поперечных рычагах считается конструкторами идеальным видом независимой подвески, т.к. обеспечивает постоянный контроль за характером движения колеса. Двойные поперечные рычаги подвески всегда поддерживают колесо перпендикулярно поверхности дороги, чем достигает высокая управляемость автомобиля.

Подвеска на двойных поперечных рычагах может применяться на передней и задней оси автомобиля. Подвеска используется в качестве передней подвески на многих спортивных автомобилях (Ferrari, TVR, Lotus), седанах представительского и бизнес класса (Mercedes-Benz, BMW, Honda, Alfa Romeo).

На задней оси автомобиля подвеска на двойных поперечных рычагах используется редко. В силу своей конструкции подвеска занимает значительный объем при установке и уменьшает объем багажника. С другой стороны применение подвески на задней оси приводит к избыточной управляемости (отклонению задних колес в противоположную к повороту сторону) и потере контроля над автомобилем.

☑ Схема подвески на двойных поперечных рычагах

1. верхний поперечный рычаг
2. амортизатор
3. пружина
4. приводной вал
5. рулевая тяга
6. нижний поперечный рычаг

Конструкция подвески на двойных поперечных рычагах включает два поперечных рычага, пружину и амортизатор.

Рычаг может иметь U-образную или L-образную форму. Каждый из рычагов имеет две точки крепления к кузову автомобиля и одну к поворотному кулаку. Крепление к кузову осуществляется с помощью резинометаллических втулок – сайлентблоков, которые противостоят продольным нагрузкам при ускорении и торможении. Крепление рычагов к поворотному кулаку производится посредством шаровых шарниров – т.н. шаровых опор.

Верхний рычаг, как правило, имеет меньшую длину, что дает отрицательный угол развала колеса при сжатии и положительный – при растяжении (отбое). Данное свойство придает дополнительную устойчивость автомобилю при прохождении поворотов, оставляя колесо перпендикулярным дороге независимо от положения кузова.

Пружина и амортизатор в подвеске на двойных поперечных рычагах выполнены соосно. Амортизатор верхней частью крепиться к кузову автомобиля, нижней – шарнирно к нижнему поперечному рычагу.

Несмотря на все преимущества, подвеска на двойных поперечных рычагах имеет ряд существенных недостатком, среди которых сложность конструкции и связанная с ней трудоемкость обслуживания, значительные геометрические размеры. Этих недостатков лишена подвеска МакФерсона, в которой верхний поперечных рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах является и многорычажная подвеска. В ней сдвоенные поперечные рычаги разделены на отдельные рычаги, при этом один из нижних рычагов выполнен продольно оси автомобиля. Это позволило избавиться от отрицательного угла развала задних колес, добиться эффекта подруливания в поворотах и, тем самым, повысить управляемость автомобиля.

Подвески на двойных рычагах

Схема подвески на двойных рычагах

Подвеска на двойных рычагах представляет собой классическую независимую подвеску, состоящую из двух рычагов, расположенных друг над другом, раздвоенные стороны которых крепятся к кузову, а противоположные концы с помощью шарниров к верхней и нижней частям поворотной цапфы.

Подвеска на двойных рычагах

Таким образом, ступица переднего колеса может поворачиваться вокруг двух шарниров при повороте. Конструктивно только один из рычагов может иметь вильчатую форму, другой может быть одинарным.
Если рычаги такой подвески будут иметь одинаковую длину, то при вертикальных перемещениях колеса его развал не будет изменяться. Однако при крене кузова на повороте внешнее, более нагруженное, колесо, будет наклоняться под углом, равным углу крена, а это может привести к нарушению устойчивости. Поэтому обычно верхний рычаг делают короче нижнего. При такой конструкции подвески вертикальное перемещение колеса изменяет угол развала, но при поворотах повышается устойчивость, потому что более нагруженное колесо располагается вертикально к дорожной поверхности и имеет лучшее сцепление с дорогой.

Читать еще:  Шкворень уаз буханка фото

Схема торможения автомобиля с подвеской на двойных рычагах. Наклон рычагов подвески дает возможность избежать «клевков» кузова при торможении

Подвески на двойных рычагах современных автомобилей имеют не только разную длину рычагов, но и наклон рычагов в горизонтальной плоскости.
Подвеска с такой геометрией дает возможность избежать «клевков» кузова при торможении и интенсивном разгоне. Обычно с этой целью наклоняют оси, с помощью которых осуществляется крепление подвески к кузову и относительно которых поворачиваются рычаги.

Передняя подвеска автомобиля Jaguar S-type имеет двойные поперечные рычаги и очень длинный рычаг поворотной цапфы. Такая конструкция обеспечивает большое пространство для размещения агрегатов под капотом автомобиля

К недостаткам такого типа подвески следует отнести то, что она занимает довольно много места по ширине автомобиля, а это создает определенные сложности в размещении поперечно расположенного силового агрегата. Сейчас многие конструкторы используют в таких подвесках поворотные цапфы с большой длиной верхнего рычага (больше радиуса колеса), что позволяет увеличить пространство для размещения двигателя и коробки передач.
В последнее время все чаще вместо раздвоенных нижних рычагов используются рычаги, L-образной формы. Более длинная часть такого рычага крепится к кузову через эластичные втулки, обладающие хорошей демпфирующей способностью, что дает возможность эффективно гасить вибрации, передающиеся на кузов, и в то же время не происходит существенного изменения положения колеса. В качестве упругих элементов подвесок на двойных рычагах могут применяться пружины, торсионы, пневматические и гидропневматические устройства.

В чем преимущества подвески на двойных поперечных рычагах перед МакФерсоном

Что такое подвеска на двойных поперечных рычагах?

Вот что делает подвеску с двойными поперечными рычагами превосходящей более распространенную конструкцию типа МакФерсон

Когда начинают говорить о вновь появившемся новом захватывающем спортивном автомобиле или суперкаре, можно заметить, что обычно начинают рассказ с того важного факта, что автомобиль получил «подвеску на двойных поперечных рычагах». Это довольно неплохая конструкция (еще бы она была плохой, иначе ее бы не использовали на дорогих гоночных моделях автомобилей), об этом знают, пожалуй, все. Но в чем преимущества конструкции? Давайте посмотрим.

Прежде чем мы продолжим, нам нужно сказать пару слов о концепции передней подвески типа МакФерсон (McPherson), которая также хорошо знакома многим поколениям автомобилистов. Производители даже используют этот тип подвески чаще, чем ее аналог на двух поперечных рычагах.

Как ни странно, модель подвески передних колес, разработанная Эрлом Стили МакФерсоном, являлась ничем иным как логическим продолжением развития двухрычажной подвески, но со значительными допущениями по части упрощения, удешевления и модернизации как самой конструкции, так и кинематики системы подвески.

Модель обладает только одним рычагом – нижним. Вместо второго рычага – шарнир с усиленным демпфером с конической пружиной, на которые возложена двойная обязанность: гашение вертикальных колебаний и удержание колеса в заданной горизонтальной плоскости.

Конструкция подвески отличается компактными размерами и небольшой толщиной в средней и верхней части по сравнению с многорычажной и двухрычажными подвесками, что делает ее идеальной для моделей автомобилей с поперечными двигателями. Также она проста в исполнении и дешева в конструировании.

В общем, работает такая конструкция на направляющих стойках на удивление хорошо.

Однако конструкция стойки ограничивает возможности инженеров по оптимизации развала.

Разнесенные по краям демпферы делают установку MacPherson экономной и оправданной для экономии поперечного пространства

На фото выше вы видите пример сборки передней подвески со стойками МакФерсон от модели спорткара Audi TT RS. Теперь сравните с расположением элементов на двойных поперечных рычагах R8 ниже. Здесь мы имеем два рычага: один в верхней части и один внизу, амортизатор при этом закреплен за нижним рычагом.

Читать еще:  Тест панели приборов приора

Такая конструкция предлагает более прогрессивную геометрию. В отличие от версии MacPherson, чем больше сжата подвеска с двойными поперечными рычагами, тем больше будет отрицательный развал, что осуществляется благодаря использованию рычагов разной длины. Это положительно сказывается на управлении в такие моменты, когда вы сильно закладываете в поворот и автомобиль начинает соскальзывать с траектории. В эти моменты система подвески на поперечных рычагах будет поддерживать лучший контакт шины с дорогой. А значит, автомобиль будет устойчивее при прочих равных.

Конечно, автомобили с подвеской МакФерсон могут быть улучшены установкой жестких пружин, но добиться таких же характеристик, как на двойных поперечных рычагах, они не способны. Последние могут оставаться мягкими, без ущерба пятну контакта. Например, такая схема идеальна для нового Alpine A110, который, получив передние и задние двойные поперечные рычаги, показывает отличные эксплуатационные характеристики. Подвеска не так жестка, что приводит к тому, что автомобиль остается комфортным даже на ухабистых дорогах.

Анимация, показывающая увеличение отрицательного развала при сжатии подвески

Из-за более сложной конструкции двойные рычаги позволяют выставить развал (наклон средней плоскости вращения колеса к продольной вертикальной плоскости), кастер и углы крена. Конструкция также дает гораздо больше свободы с размещением демпферов, что опять же приводит к возможности разнообразной установки амортизаторов. Правда, подходит такая разнообразная модель установки исключительно для гоночных или некоторых очень дорогих дорожных спортивных автомобилей.

Наконец, в виду того что амортизатор не торчит в верхней части, этот тип подвески гораздо более экономичный по отношению к вертикальному пространству – вы получаете разумную степень перемещения подвески (ее хода) без необходимости поднимать клиренс, что отрицательно повлияет на управляемость, увеличивая центр тяжести.

Как видно, подвеска на двойных рычагах имеет довольно много положительных качеств. Так почему не так много автомашин построено на ней?

Как и все «семерки» Caterham, эта версия английского спорткара получила переднюю подвеску с двойным поперечным рычагом

Важным фактором является стоимость. Там, где МакФерсон проста и дешева, подвеска с двойными поперечными рычагами дороже и сложнее. Конструкция и ее изготовление, как правило, будет увеличивать затраты на производство, поэтому она чаще всего ставится на более дорогие модели, где качество управляемости является более важным приоритетом, чем денежные издержки. Плюс чем больше сочленений и звеньев, тем больше вероятность поломок. Владелец будет обременен более высокими затратами на обслуживание.

Следующая проблема – расположение в подкапотном пространстве. Да, вертикальная установка имеет ряд огромных преимуществ – места здесь хоть отбавляй, но в горизонтальной плоскости ситуация не столь радужная. «Лишний» рычаг сверху делает свое дело, тем самым съедая немного пространства внутри салона, увеличивая ширину автомобиля или делая и то и другое одновременно.

Как это часто бывает с большинством аспектов дизайна автомобиля, весь вопрос – в компромиссе. Двойные рычаги в передней подвеске можно рассматривать как неплохую, качественную технологию, но это не лучшее решение для всех автомобилей.

Все что нужно знать о подвеске на двойных поперечных рычагах

Конструктивное усовершенствование подвески автомобиля ведется по нескольким направлениям на протяжении десятков лет. Наиболее успешные идеи были реализованы и могли кочевать от одного вида конструкции к другому.

Поэтому сегодня возникает множество вопросов о распределении подвесок по типам, отличительных особенностях, плюсах или минусах. Например, подвеска на двойных поперечных рычагах при своем видоизменении превращается в популярную МакФерсон, где роль верхнего рычага играет телескопическая стойка. В то же время, конструкторы, разделив двойной рычаг на два одиночных и добавив некоторые узлы, получили популярную многорычажку. Из-за такого перевоплощения и возникает сложность классификации.

Читать еще:  На первой скорости машина дергается

Устройство и принцип работы подвески на двойных поперечных рычагах

Разные варианты исполнения подвески данного типа имеют аналогичные узлы.

В качестве несущей части может выступать подрамник или поперечная балка. Многие автолюбители критично относятся к наличию балки. Она занимает место в подкапотном пространстве и мешает выполнять манипуляции по ремонту двигателя. Зато такая конструкция позволяет демонтировать переднюю подвеску, как единый узел.

Подрамник так же выполняет роль опоры для нижних рычагов. Отличие заключается в том, что он закреплен к кузову посредством сайлентблоков, что позволяет снизить долю вибраций, передающихся элементам кузова.

Что же касается устройства подвески, то она состоит из следующих элементов:

  • Верхний поперечный рычаг — 1. Он имеет на оси вращения две точки опоры, а в месте соединения с поворотным кулаком — одну. Вверху через сайлентблоки рычаг крепится к специальным кронштейнам на кузове. Но есть такие варианты исполнения, а которых эти кронштейны являются частью самой балки. Принципиальной разницы в этом нет, так как роль верхнего рычага заключается в своеобразном подпоре, противодействии нижнему.
  • Нижний поперечный рычаг. На оси вращения закреплен при помощи сайлентблоков к балке или подрамнику. Встречаются разновидности L-образной формы. Такие же рычаги применяют в Макферсон. Несмотря на громоздкость подвески, имеется достаточно места, чтобы обеспечить привод колеса — 4.
  • Поворотный кулак. В этой конструкции нет технических особенностей. Он выполнен в виде корпуса ступицы с отливом для соединения с рулевой тягой — 5. Поворот кулака относительно вертикальной оси осуществляется на двух шаровых опорах.
  • Амортизатор. Он шарнирно соединен с нижним рычагом и жестко с кузовам. Вместе с пружиной они смягчают и гасят колебания. Несмотря на то, что располагаются эти элементы соосно, друг с другом они никак не связаны. В некоторых исполнениях подвески пружина и амортизатор установлены отдельно друг от друга. Соосное расположение позволяет освободить пространство, например, для привода колеса.

Работу подвески на двойных поперечных рычагах легче представить, если мысленно убрать верхний рычаг. Получится качание ступицы колеса, ограниченное пружиной. Так как ступице нужна еще и верхняя опора, то ее функцию выполняет верхний рычаг.

Но назначение верхнего рычага более сложное, чем может показаться. По своим размерам он всегда несколько меньше нижнего. А это означает, что при сжатии плоскость колеса отклоняется на отрицательный угол, а при отбое — на положительный угол развала. Учитывая крен кузова на поворотах, колесо остается перпендикулярным дороге. Это обеспечивает лучшее сцепление и, как следствие, лучшую управляемость автомобилем.

Передачу усилия можно представить схематически: нижний рычаг — нижняя шаровая опора — поворотный кулак — пружина (амортизатор).

Основные достоинства подвески на двойных поперечных рычагах

Плюсы

  • Хорошая управляемость. За счет того, что при поворотах изменяется угол развала, колесо всегда остается перпендикулярно поверхности дороги, вне зависимости от крена кузова.
  • Возможность оперирования параметрами. Изменяя размеры рычагов, можно напрямую влиять на технические параметры подвески. Это позволяет адаптировать ее к разным моделям автомобилей и к специфическим условиям эксплуатации.
  • Возможность монтажа-демонтажа подвески целиком. Это касается лишь тех вариантов, которые имеют поперечную балку, а верхние рычаги крепятся к кронштейнам на балке.
  • Устойчивость к продольным смещениям. Форма рычага, позволяющая ему иметь две точки опоры на оси вращения, исключила смещения вдоль оси автомобиля. Особенно ярко это сказывается при ускорении или торможении. Они на сленге называются «клевки».
  • Возможность использования на спортивных болидах.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×