Преимущества и недостатки различных видов подвески

Преимущества и недостатки различных видов подвески
Ходовая часть автомобиля должна с запасом удовлетворять условиям движения, которые могут быть созданы двигателем. В условиях все возрастающих ускорений, скоростей движения (в т.ч. и на поворотах) и замедлений ходовая часть должна обеспечить безопасность движения. Эти требования легче выполняются, применяя независимые подвески, имеющими следующие преимущества: компактность; возможность кинематического или эластокинематического изменения схождения колес в направлении недостаточной поворачиваемости; небольшая масса; отсутствие взаимовлияния колес. Два последних преимущества важны для хорошего сцепления с дорогой, особенно на поворотах с волнистым дорожным покрытием.

Поперечные и продольные рычаги обеспечивают желательные кинематические характеристики колес 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 жесткость за счет скручивания резиновых элементов, либо трение за счет скольжения деталей.

Колеса 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 сил уменьшается. Чтобы этого не происходило, кинематическое изменение развала должно противодействовать указанному недостатку. Кроме того, поперечный крен кузова на повороте должен быть возможно меньшим. Этого можно достичь с помощью более жесткой подвески, дополнительных стабилизаторов или высокорасположенных центров крена.

Зависимые подвески имеют также целый ряд недостатков, существенных для легковых автомобилей, но допустимых для грузовых:
# большая масса балки при расположении в ней главной передачи;
# склонность к смещению на дороге с поперечными волнами;
# взаимосвязанное положение колес;
# собственный поворот оси при прямолинейном движении по дороге с выбоинами;
# необходимость свободного пространства над осью, соответствующего ходу сжатия подвески;
# перераспределение колесных нагрузок под действием тягового момента, особенно при установке сдвоенных шин;
# малое расстояние между опорами упругих элементов на кузове, которое может быть увеличено лишь при усложнении конструкции.

За счет совершенствования деталей подвески и соответствующего исполнения упругих и демпфирующих элементов характеристики зависимых подвесок ведущих колес удалось улучшить настолько, что, несмотря на тяжелую главную передачу, они применялись до недавнего времени.

Если редуктор главной передачи расположен в балке моста, то тяговый момент от двигателя воспринимается в точках контакта колес, где возникают изменения вертикальных сил. Если смотреть на мост сзади, а направление крутящего момента против часовой стрелки, то левое заднее колесо при этом дополнительно нагружается, а правое разгружается. При правом повороте правое колесо может преждевременно провернуться, вследствие чего происходят потеря боковой силы и внезапный срыв задней оси.

Из-за большой массы зависимая подвеска ведущих колес на волнистой, неровной дороге (в особенности на поворотах) не достигает по ряду параметров независимых подвесок, однако склонность к смещению может быть в определенной степени снижена установкой газонаполненных однотрубных амортизаторов. Эти амортизаторы дороже, однако позволяют без заметного ухудшения плавности хода повысить усилие сжатия. Эта мера является самым простым и экономичным способом устранения основного недостатка зависимой подвески.

В отличие от автомобилей классической компоновки, на переднеприводных картина другая: у них зависимая задняя подвеска имеет скорее преимущества, чем недостатки. Она получается не тяжелее сопоставимых независимых подвесок и, кроме того, дает 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 обусловливает малый износ шин и хорошую боковую устойчивость;
# постоянство развала колес при крене кузова на повороте, т.е. стабильная передача шинами боковых сил;
# восприятие момента боковых сил поперечной штангой (тягой Панара), 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 повернется 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. Если задняя ось (при зависимой подвеске) поворачивается на угол в направлении недостаточной поворачиваемости, то задняя часть автомобиля меньше смещается к внешней стороне поворота и водитель получает ощущение более нейтральной поворачиваемости, что повышает уверенность управления при быстрой смене полосы движения. Такая подвеска хотя и может отрицательно сказаться при движении по неровным дорогам, однако противодействует присущей легковым автомобилям классической компоновки тенденции к избыточной поворачиваемости при движении на поворотах. При зависимой подвеске ведущих колес автомобиль реагирует на изменение подачи топлива, хотя и не в такой степени, как при подвеске на косых рычагах.

На переднеприводных автомобилях ведомым колесам можно придать отрицательный развал, что несколько улучшает передачу шинами боковых сил, но иногда ухудшает характер износа. Такое же решение возможно и для подвески со связанными рычагами. Ее конструкция является промежуточной между зависимой и независимой подвесками.