21.2. Особливості конструкції підвіски сучасних легкових автомобілів

Залежно від конструкції напрямних пристроїв, яка визначає характер переміщення коліс відносно кузова, підвіски поділяються на залежні та незалежні.

Залежні підвіски, в яких два колеса сполучаються жорсткою балкою, в конструкціях сучасних легкових автомобілів майже не використовуються. Їх можна побачити на вантажних автомобілях та деяких типах позашляховиків. З великої кількості різних типів незалежних підвісок, сьогодні найчастіше використовують п’ять основних:

• підвіска на подвійних важелях;

• підвіска Мак-Ферсон (McPherson);

• на поздовжніх важелях;

• торсіонна балка;

• багатоланкова підвіска (Multilink).

Підвіски з торсіонною балкою та на поздовжніх важелях використовують для задніх осей транспортних засобів, а інші типи – для задніх та для передніх.

Підвіска на подвійних важелях є класичною незалежною підвіскою, яка складається з двох важелів у формі вилки, розташованих один над одним. Роздвоєні частини цих важелів кріпляться до кузова, а протилежні кінці – за допомогою шарнірів до верхньої та нижньої частин поворотної цапфи. Існують конструкції підвісок, де тільки один з важелів має форму вилки, а інший – одинарний.

Недоліком підвіски на подвійних важелях є те, що вона займає багато місця по ширині автомобіля, що створює певні складності при поперечному розташуванні двигуна.

Рис. 21.18. Схема підвіски на подвійних важелях

Останнім часом замість роздвоєних нижніх важелів використовують L-подібні. Їх довша частина кріпиться до кузова через еластичні втулки, демпфуюча властивість яких дає можливість ефективно гасити коливання, що передаються на кузов, без суттєвої зміни положення колеса.

В якості пружних елементів підвісок на подвійних важелях використовують пружини, торсіони, пневматичні та гідропневматичні пристрої.

Підвіска Мак-Ферсон є вдосконаленим варіантом конструкції підвіски на подвійних важелях. Основним її елементом є амортизаторна стійка, яка замінює верхній поперечній важіль і кріпиться нижньою частиною до поворотного кулака, а верхньою – до бризковика кузова автомобіля. Нижній поперечний важіль може бути одинарним або подвійним.

Рис. 21.19. Підвіска Мак-Ферсон

Основною перевагою підвіски Мак-Ферсон є те, що вона займає невеликий простір і дає змогу зручно розташувати силовий агрегат, що обумовлює її широке застосування.

Багатоланковими називаються підвіски, в яких поворотний кулак чи маточина колеса з’єднуються з кузовом не менше ніж чотирма ланками. Зміна форми важелів дає можливість не тільки видозмінювати простір для розміщення агрегатів автомобіля чи інтер’єру салону, а й задавати бажані характеристики зміни розвалу чи колії коліс під час руху.

Підвіска на поздовжніх важелях складається з поздовжнього важеля, який одним кінцем приєднаний до колеса, а іншим – шарнірно кріпиться до кузова або підрамника. Функції підрамника часто виконує поперечна балка, прикріплена до кузова. Підвіскою такого типу часто оснащують задні осі невеликих автомобілів.

Рис. 21.20. Підвіска на поздовжніх важелях

При роботі підвіски на поздовжніх важелях колеса переміщаються паралельно одне до одного і кут розвалу майже не змінюється. При проходженні поворотів колеса нахиляються на кут, рівний крену кузова. Це призводить до зменшення сили зчеплення коліс з дорогою.

Підвіска з торсіонною балкою дуже подібна на підвіску на поздовжніх важелях і відрізняється від неї тільки тим, що поздовжні важелі і балка є єдиним цілим. Тут балка кріпиться до кузова шарнірно, як правило через еластичні втулки. Вона є порожнистою конструкцією, жорсткою на вигин, але податливою до кручення. Це дає змогу колесам рухатись в вертикальній площині незалежно одне від одного. В якості основного пружного елемента таких підвісок використовують пружини.

Підвіска з торсіонною балкою широко використовується на задніх осях передньоприводних автомобілів малого та середнього класів. Основною її перевагою є невисока вартість та зручність монтажу в процесі виготовлення.

Рис. 21.21. Підвіска з торсіонною балкою

В конструкції більшості вантажних автомобілів, причепів та автобусів використовують залежні підвіски на напівеліптичних ресорах. В вантажних автомобілях та автобусах навантаження на задню вісь може змінюватись в значних межах залежно від маси вантажу та кількості пасажирів. Тому ресорна підвіска заднього мосту, крім основної ресори, має додаткову – підресорник. Основна ресора середньою частиною кріпиться за допомогою спеціальних хомутів до балки моста. Кінці ресори кріпляться до рами автомобіля за допомогою спеціальних кронштейнів. Оскільки довжина ресори під час її згинання змінюється, один з її кінців повинен мати можливість переміщатись вздовж рами.

Підресорник має меншу кількість листів, ніж основна ресора. В середній частині він також кріпиться до балки мосту, зазвичай над основною ресорою, а його кінці кріпляться до рами. На рамі, навпроти плоских кінців підресорника, встановлюються упорні кронштейни. Коли автомобіль не навантажений, працює тільки основна ресора. При певному навантаженні основна ресора прогинається, під її дією кінці підресорника впираються в кронштейни, і ресори починають працювати спільно. При цьому сумарна жорсткість підвіски збільшується.

Рис. 21.22. Задня ресорна підвіска вантажного автомобіля: 1 – рама; 2 – гумова подушка; 3 – амортизатор; 4 – задній міст; 5 – накладка; 6 – сходня; 7 – додаткова ресора; 8 – листи ресор; 9 – кореневий лист; 10 – хомут

На сучасних вантажних автомобілях, причепах, напівпричепах та автобусах часто використовують пневматичні підвіски. Пневмопідвіска є легшою ніж ресорна, забезпечує вищу плавність ходу і дає можливість регулювати відстань від вантажної платформи чи підлоги кузова до поверхні дороги. Це особливо важливо для вантажних автомобілів, де необхідно полегшити процес розвантажування. Пневматична підвіска автобусів забезпечує збереження сталого рівня підлоги незалежно від кількості пасажирів, що підвищує комфорт та безпеку при їх посадці та висадці. Конструкція пневматичних підвісок деяких автобусів дає можливість додатково знижувати рівень підлоги на зупинках.