Варианты автомобильных подвесок и выбор лучшей из них

При выборе автомобиля практически каждый покупатель смотрит на такой параметр как подвеска. У новой машины важно узнать тип используемой конструкции. Если это подержанный автомобиль, то проверяется не только разновидность, но и её текущее состояние. Подвеска машины во многом влияет на комфорт, проходимость машины и ряд других параметров.

Неопытные автолюбители точно не знают, что выбрать, когда предлагаются мягкие и жёсткие варианты, зависимые и независимые.

Тут рекомендуется брать то, что подойдёт под ваши потребности, пожелания, а также условия эксплуатации. При этом остановить свой выбор придётся на том, чем оснастил машину автопроизводитель. Полностью менять подвеску, покупая авто, нерационально и чрезмерно затратно.

Что это такое

Как такового рейтинга самых мягких и жёстких подвесок для автомобилей не существует. Можно составить топ из отдельных элементов, которые входят в состав общей конструкции подвески. Но сама система напрямую зависит от производителя. Здесь нельзя перечислить какие-то бренды или заводы-изготовители, хотя можно выделить автомобили, которые отличаются наиболее удачными вариантами выполненной подвески.

Чтобы определиться с лучшей подвеской для автомобиля конкретно под свои потребности, нужно разобраться в том, какой она бывает и чем отличается друг от друга.

Есть несколько общих моментов. Для начала стоит запомнить. Подвеской называют совокупность все компонентов и узлов, которые соединяют кузов или раму транспортного средства с его колёсами.

Существуют такие основные компоненты:

• Элементы упругости. Они отвечают за то, чтобы конструкция имела определённую степень упругости. Такие составляющие воспринимают, а затем передают вертикальные нагрузки, возникающие в момент наезда на неровность.
• Направляющие. Эти элементы определяют характер передвижения колёс. Ещё направляющие нужны для передачи боковых и продольных усилий, а также моментов, которые возникают при этом.
• Амортизирующие. Требуются, чтобы гасить колебания, образующиеся в результате влияния внутренних и внешних факторов, то есть сил.

Это общие понятия. Но они никак не позволяют ответить на вопрос о том, какая же подвеска для автомобиля лучше.

Теперь пройдёмся по всем существующим вариантам конструкций.

Всё начиналось с рессор

Если спросить у современного водителя о том, какая подвеска будет лучше для оснащения легкового автомобиля, то услышать от него название рессорной конструкции вряд ли удастся, но именно с неё фактически всё и началось.

Первые колёсные транспортные средства подвеску вовсе не использовали. Никаких упругих элементов не устанавливалось.

Но предки были умными ребятами. Опираясь на какие-то исследования и наблюдения, создали первые рессоры. По мере того, как развивалась металлургическая промышленность, пластины из металла научились делать упругими.

Собственно, было взято несколько упругих полос, которые объединили в один пакет и создали первую в мире рессорную подвеску. В те времена наибольшее распространение получили эллиптические конструкции. У них соединялись концы двух рессор, а середины фиксировались к кузову с одной стороны, а к колёсной оси с другой.

После карет и телег рессоры перекочевали на первые автомобили. Причём применялись конструкции для зависимых подвесок в виде полуэллиптических систем, а также размещали рессоры поперёк, что позволяло делать независимые подвески.

В отечественном автомобилестроении длительное время рессоры были незаменимыми. Их ставили на Москвичи, пока не появились переднеприводные версии, а также на Волги. Стоит добавить, что ряд моделей УАЗ до сих пор рессорные.

Система рессор переживала постоянные модернизации. При этом количество листов постепенно уменьшалось. В итоге применяют даже по 1 листу, устанавливая подобные подвески на небольшие фургоны.

Объективно рессорная подвеска уже далеко не лучшая в мире. Конструкция имеет ряд положительных качеств. Среди них:

• Элементарная конструкция. Зависимая подвеска фактически может состоять из пары рессор и такого же числа амортизаторов. Моменты и силы при этом будут передаваться на раму или кузов. Никакие вспомогательные элементы тут не требуются.
• Компактные размеры. Узел занимает минимум места, что также идёт на пользу в автомобилестроении.
• Пониженные требования к амортизаторам. Объясняется тем, что за счёт внутреннего трения в рессоре происходит частичное гашение колебаний в подвеске.
• Простота сборки. Такие узлы легко собирать. Они дёшево обходятся, а также легко поддаются ремонту.

Но за очевидными плюсами скрываются весомые недостатки. Против рессорной подвески говорят такие факторы:

• больше подходит для зависимых подвесок, которых на современных автомобилях почти нет;
• солидный вес конструкции;
• небольшой ресурс и долговечность;
• из-за сухого трения между листами требуется использование прокладок или смазки;
• конструкция жёсткая, что минимизирует комфорт при езде;
• отрегулировать характеристики в процессе эксплуатации никак нельзя.

Нет, рессорные системы полностью не исчезли. Но основная область применения — это коммерческий транспорт, а также разного рода прицепы.

К числу лидеров среди производителей рессор относятся такие компании:

• РИФ.
• TES.
• LASP.
• Lex.
• Lesjofors.
• Ironman.
• ЧМЗ.
• ARB.

Учитывая их низкую актуальность для легкового транспорта, стоит переходить к следующей категории.

Пружинные системы

Среди простых решений пружинная подвеска — наверное, самая неубиваемая и долговечная для бюджетного автомобиля.

Пружины начали использовать буквально сразу, как только появились первые машины. Причём такие узлы используют до сих пор, и весьма успешно.

Используя лучшие пружины, создают комфортные и надёжные подвески для автомобиля, причём они нашли широкое применение во всех классах легкового колёсного транспорта. Используются в составе независимых и зависимых систем.

Изначально пружины были исключительно цилиндрическими. У них использовался постоянный шаг навивки. Но время шло, и конструкцию модернизировали. Это позволило получить новые и улучшенные свойства.

В настоящее время основной акцент делается на конических и бочковидных (бочкообразных) пружинах. Причём навивают их из прута с переменным сечением. Это позволяет усилия возрастать не прямо пропорционально деформациям, а с большей интенсивностью. Иными словами, сначала в работу включаются элементы с большим диаметром, а затем уже срабатывают витки с меньшим диаметром. Так же тонкие прутки вступают в работу раньше толстых собратьев.

В конструкции современных малолитражных автомобилей в основном применяют подвески типа качающихся свечей, где используются пружины со сложным профилем. А на недорогих легковых автомобилях, где сзади стоит полунезависимая подвеска, практически в 100% случаев применяют пружину.

Если составлять рейтинг, где будет подобрана самая мягкая и простая в обслуживании подвеска для легкового автомобиля, то пружинная система точно окажется в числе лидеров.

Чтобы подвести промежуточные итоги, стоит взглянуть на сильные и слабые стороны решения.

Преимущества здесь такие:

• конструкция отработана десятилетиями;
• обходится недорого в производстве, что влияет на стоимость машин;
• довольно солидные показатели долговечности;
• можно обеспечить прогрессивную характеристику;
• не нужно смазывать и обслуживать.

Но у системы пружин есть свои минусы. А именно:

• узел передаёт только осевые усилия;
• из-за предыдущей особенности нуждается в дополнительных элементах, таких как рычаги;
• конструкция требует много места;
• пружины колебания не гасят, а потому ставятся в тандеме с мощными амортизаторами;
• поменять характеристики подвески, не заменив сами пружины, невозможно.

Современный автомобильный мир не обходится без пружин. Это не самая, но всё же достаточно мягкая подвеска для легкового автомобиля, а потому справедливо входит в рейтинг приоритетных вариантов при выборе машины.

Тут важно понимать, что просто пружинной подвески не существует. Подвеской можно считать комбинацию из пружин, рычагов и амортизаторов. А такая система сейчас стала оптимальной для большинства бюджетных и среднебюджетных легковых автомобилей. Ведь сочетает в себе мягкость, комфорт, плюс эффективно гасит разные колебания. Для бездорожья точно не подойдёт, зато в плане городской эксплуатации один из лучших вариантов.

Теперь к вопросу о том, кто выпускает лучшие пружины для подвески автомобиля. Опираясь на отзывы и мнение потребителей, оптимальная пружинная подвеска у таких брендов:

• Kilen.
• Lesjofor.
• NHK.
• OBK.
• Фобос.
• Marshall.
• Suplex.
• РИФ.
• Avantech и пр.

Но это не единственные системы, используемые на автомобилях.

Что нужно знать о торсионах

Определяя, какая подвеска является лучшей и эффективной для легкового автомобиля, не стоит забывать о столь важных и надёжных элементах как торсионы. Не все автолюбители знают, но практически любая машина с пружинной подвеской содержит в себе ещё и торсионы. Только их обычно называют стабилизаторами поперечной устойчивости. По факту это и есть торсион.

Возьмите любой рычаг, который будет прямым и достаточно длинным, работающий на кручение, и получите самый настоящий торсион. В качестве основных упругих элементов торсионы начали применять примерно в одно время с пружинами, то есть на заре автомобильной эры. Их монтировали поперёк и вдоль, причём ставились на подвески разного типа.

В отечественном автомобилестроении торсионы стояли на Запорожцах и входили в состав передней подвески. Это было обусловлено их компактностью. Сейчас же торсион в основном можно увидеть в передней подвеске, но уже рамного внедорожника.

Торсионом называют стержень из стали, прочного металла, который работает на кручение. Один конец фиксируется к раме или несущему типу кузова машины, причём его угловое положение можно регулировать. С другого конца торсиона ставится рычаг передней подвески. Если точнее, то нижний рычаг. От усилия на этом рычаге образуется момент, который и закручивает наш торсион.

При этом на элемент не воздействуют боковые и продольные силы. Его работа направлена исключительно на кручение. Подтягивая торсион, автомобилист настраивает высоту передней части авто.

Торсионная подвеска отличается такими достоинствами:

• компактность;
• лёгкость;
• возможность регулировки преднатяга;
• настройка подвески под конкретные требования и условия;
• при поломке, что является редкость, замена возможна своими руками.

Имея торсион, восстановить переднюю подвеску просто, поскольку достаточно ослабить сами торсионы, что позволит разгрузить узел.

Но тут есть и минусы:

• повышенные требования к качеству изготовления;
• высокая стоимость производства.

Среди изготовителей торсионов стоит выделить такие бренды:

• Pedders.
• Ironman.
• Dobinsons.
• Tough Dog.

Небольшая востребованность ведёт к тому, что производителей не так много. Но явные фавориты и в этом сегменте есть.

Пневматические системы

Отдельного внимания заслуживает подвеска пневматического типа. Здесь в качестве упругого элемента применяется воздух. Он замкнут в специальном баллоне. Некоторые производители воздух заменяют на азот.

Пневматический баллон — это герметичная ёмкость, стенки которой выполнены на основе синтетического волокна. Они вулканизируют в слой резины, обладающей защитными и герметизирующими свойствами.

Ключевое свойство пневматической системы — это способность менять давление в баллонах. Причём перекачивание воздуха способствует тому, что система выполняет роль амортизаторов.

Используя систему управления, водитель может поменять параметры давления отдельно для каждого баллона. За счёт этого пассажирский транспорт наклоняется, принимая пассажиров, а грузовики, заполненные под завязку, не прижимаются к земле.

В случае с легковыми машинами пневматику обычно ставят на заднюю подвеску, чтобы обеспечить необходимый дорожный просвет по мере изменения нагрузки, но есть и ряд внедорожников, где баллоны стоят впереди и сзади.

Одной из главных особенностей пневматической подвески является возможность корректировать параметры клиренса, то есть дорожного просвета. При движении на высокой скорости авто опускают, чтобы обеспечить лучшую прижимную силу. А при выезде на бездорожье понимают, чтобы машина могла пройти сложные участки.

Пневматические элементы выполняют функции амортизаторов и пружин. Но только при условии, что такая конструкция предусмотрена с завода. Если машина переделывается и на неё ставятся баллоны, то снимать заводские амортизаторы не рекомендуется.

У пневмоподвески такие плюсы:

• малый вес;
• изменение жёсткости;
• поддержка постоянного дорожного просвета;
• возможность настройки клиренса;
• позволяет отказаться от упругих и гасящих элементов.

Но тут есть и явные минусы. Они следующие:

• сложность системы;
• высокая стоимость;
• меньшая долговечность в сравнении с другими видами подвески.

В рейтинг лучших производителей пневматических автомобильных подвесок входят такие бренды:

• Rubena.
• Airtech.
• Camozzi.
• Aircraft.
• Blacktech.

Если и возникнет желание поставить пневматику, то лучше выбирать продукцию этих компаний. Но ещё лучше изначально купить машину, на которую с завода установлена надёжная и проверенная пневматика.

Зависимая против независимой

Помимо зависимой и независимой подвески, также существует полунезависимая. Чтобы определить лучший вариант, стоит взглянуть на особенности каждой системы.

• Независимая. Здесь при движении отдельного колеса остальные колёса никак не реагируют на это. Наиболее распространённым вариантом передней подвески на подавляющем большинстве легковых машин стали независимые системы типа MacPherson, оснащённые А- или L-образными рычагами. Узел простой, дешёвый и изготовлении. При этом даёт хорошую управляемость в разных условиях.
• Зависимая. Тут колёса объединяются с помощью жёсткой балки. При смещении одного колеса меняется наклон другого. Раньше зависимых систем на машинах было больше. Теперь их ставят в основном на внедорожники, оснащённые неразрезной балкой для заднего моста. Конструкция простая, но подойдёт лишь для условий серьёзного бездорожья. Где комфорт не так важен. Ставят преимущественно только на заднюю ось.
• Полузависимая. Устанавливается на заднюю ось. Конструкция простая. доступная и имеет достойные эксплуатационные характеристики. Поэтому широко распространена.

Среди всех этих вариантов, оптимальным решением считается независимая автомобильная подвеска.

Выбирая подвеску для машины, смотрите на то, насколько она соответствует вашим требованиям и условиям эксплуатации.

Какую подвеску считаете лучшей? Приходилось ли менять этот узел на машине? Что думаете о пневматических системах?

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте вопросы и рассказывайте о проекте друзьям!

Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?

Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда комфортнее. Работа подвесок машины вовсе не так проста, как кажется на первый взгляд. Они выполняют множество функций, которые не вполне очевидны. Я постараюсь кратко упомянуть об основных.

А вообще, о работе подвесок написано много книг, и большинство из них очень толстые. Я попробую лишь «по верхам» обозначить основные моменты, чтобы уложиться в формат познавательной статьи.

Почему без подвески не обойтись

Даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость. И чтобы все четыре колеса касались поверхности, они должны иметь возможность перемещения вверх и вниз. При этом крайне желательно, чтобы беговая поверхность колеса прилегала к покрытию всей своей шириной при любом положении подвески. Так что машины, у которых подвески жесткие и короткоходные, практически обречены на плохое сцепление колес с дорогой, ведь всегда одно из колес будет разгружено.

Почему подвеска должна иметь ход сжатия

Для контакта всех колес с дорогой вовсе не обязательно, чтобы подвеска могла сжиматься, достаточно того, что колеса смогут двигаться только вниз. Но при движении машины в поворотах возникают боковые силы, которые стремятся наклонить авто. Если при этом одна сторона машины сможет приподниматься, а другая не сможет опуститься, центр тяжести авто сильно сместится в сторону загруженного колеса, что в свою очередь вызовет много негативных последствий.

В первую очередь еще большую разгрузку внутреннего по отношению поворота колеса и увеличение момента крена из-за перемещения центра тяжести вверх относительно центра крена подвески (о нем ниже). И, разумеется, если у колес нет хода сжатия, то даже маленькая неровность под одним из колес должна вызывать перемещение кузова, перемещение всех остальных колес вниз со всеми связанными затратами энергии на подъем и снижением сцепления колес. Что, мягко говоря, не слишком комфортно. А еще разрушительно для кузова и деталей подвески. В общем, подвеска должна быть сбалансированной, иметь ход сжатия и ход отбоя для нормальной работы.

Почему машина кренится в поворотах

Раз уж мы определились с тем, что подвеска у машины должна быть и имеет возможность перемещения вверх-вниз, то чисто геометрически образуется некая точка, центр, вокруг которой поворачивается кузов машины при крене. Эта точка называется центром крена машины.

А сумма сил инерции, воздействующих на машину в повороте, как раз приложены к ее центру масс. Если бы он совпадал с центром крена, то в повороте никакого крена бы не было, но он обычно расположен гораздо выше, и в результате образуется кренящий машину момент. И чем выше расположен центр крена, чем ниже центр тяжести, тем он меньше. На специальных гоночных конструкциях вроде машин Формулы 1 центр тяжести помещают ниже центра крена, и тогда машина может крениться в противоположную сторону, как катер на воде.

Собственно, расположение центра крена зависит от конструкции подвески. И автомобильные инженеры неплохо научились его «поднимать» повыше, изменяя конструкцию рычагов, что в теории могло бы избавить от кренов не только низкие спортивные авто, но и достаточно высокие. Проблема в том, что подвеска, сконструированная для обеспечения «неестественно задранного» центра крена, успешно борется с наклонами кузова, но при этом плохо справляется с основной задачей — демпфированием неровностей.

Почему подвеска должна быть мягкой

Достаточно очевидно, что чем мягче подвеска, тем меньше изменение положения кузова при наезде на неровность и при крене меньше распределяется нагрузка между различными колесами. А значит, и сцепление колес с дорогой при этом не ухудшается и не расходуется энергия на перемещения центра масс машины вверх-вниз. Что же, мы нашли идеальную формулу? Но, к сожалению, не все так просто.

Во-первых у подвесок ограничены ходы сжатия, и они должны быть согласованы с изменением нагрузки на ось при загрузке машины пассажирами и багажом, и с нагрузкой, возникающей при прохождении поворотов и неровностей. Слишком мягкая подвеска при повороте сожмется так сильно, что колеса с другой стороны оторвутся от земли. Так что подвеска должна не допустить исчерпания хода сжатия с одной стороны и вывешивания колеса с другой.

Получается, что слишком мягкой подвеске быть тоже плохо… Оптимальным вариантом является сравнительно небольшой диапазон «мягкости», после чего подвески становятся жесткими, но настроить такую конструкцию тем сложнее, чем выше разница между жесткой и мягкой ее частью.

При любом перераспределении нагрузки между колесами происходит ухудшение общего сцепления колес с дорогой. Дело в том, что догрузка одних колес не компенсирует все потери при разгрузке других. А в случае вывешивания разгруженных колес увеличение сцепления на догруженной стороне не компенсирует и половины потерь.

Помимо общего ухудшения сцепления, это еще и приводит к ухудшению управляемости. Борются с этим неприятным фактором, изменяя наклон плоскости качения колеса относительно дороги — так называемый развал. В результате конструктивных мероприятий, направленных на программирование изменения развала при крене машины удается компенсировать изменение сцепления колес при поперечных нагрузках в разумном диапазоне и тем самым сделать управление машиной проще.

Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?

На управляемости машины крайне негативно сказываются любые изменения углов установки подвески при кренах машины и задержки в откликах на управляющие воздействия из-за смещения центра тяжести. А значит, приходится делать подвески жестче, чтобы в повороте крены уменьшались.

Крайним выходом является мощный стабилизатор поперечной устойчивости — торсион, который препятствует перемещению колеса одной оси относительно другого. Но это не самый лучший способ. Да, он улучшает ситуацию с изменением углов установки колес в повороте, но зато разгружает внутреннее, по отношению к повороту, колесо, и перегружает наружное. Немного лучше просто сделать подвеску жестче. Это больше сказывается на комфорте, но зато не так разгружает внутреннее колесо.

Немалое значение амортизаторов

Помимо упругих элементов, в подвеске машины присутствуют и газовые или жидкостные амортизаторы — элементы, ответственные за гашение колебаний подвески и вывода энергии, которую машина тратит на перемещения центра масс. С их помощью можно подправить все реакции подвески на сжатие и отбой, ведь амортизатор может обеспечить в динамике куда большую жесткость, чем пружина. При этом его жесткость, в отличие от пружин, будет очень разной в зависимости от хода подвески и скорости ее перемещения.

Разумеется, совсем мягкий амортизатор не сможет выполнять свою основную задачу — гашение колебаний, машина попросту будет раскачиваться после прохождения неровности. А установка очень жесткого будет создавать эффект, схожий с установкой очень жесткой пружины, которая не хочет сжиматься и тем самым увеличивает нагрузку на колесо и разгружает все остальные. Но тонкая настройка поможет уменьшить крены в поворотах и помочь пружинам, уменьшить клевки кузова при разгоне и торможении и при этом не мешать колесам проезжать мелкие неровности. И разумеется, не допускать «пробоя» подвесок при проезде жестких неровностей. В общем, воздействие на поведение машины они оказывают не меньшее, чем жесткость пружин.

Немного о комфорте и частотах колебаний

Понятно, что у машины без подвески комфорт был бы нулевой, ведь все мелкие неровности от дороги передавались бы прямо на ездоков. Бр-р. Но если подвеску сделать очень мягкой, то ситуация станет ненамного лучше — постоянная раскачка тоже крайне плохо сказывается на людях. Оказывается, человек плохо переносит колебания как с небольшой амплитудой и большой частотой от жесткой подвески, так и с большой амплитудой и с малой частотой от мягкой.

Для создания комфортных условий для пассажиров необходимо согласовать жесткость пружин, амортизаторов и покрышек так, чтобы на самых ходовых для этой машины покрытиях частоты колебаний пассажиров и уровень ускорений оставались в комфортных пределах.

Частота и амплитуда колебаний подвески важны еще и в другом аспекте — собственные частоты резонанса системы машина-подвеска-дорога не должны совпадать с возможными частотами управляющих воздействий и возмущений от дороги. Так что задача конструкторов заключается еще и в том, чтобы обойти опасные режимы как можно дальше, ведь в случае резонанса можно и машину перевернуть, и потерять управление, и просто поломать подвески.

Итак, какой должна быть подвеска?

Как это ни парадоксально, но чем мягче подвеска, тем лучше сцепление колес с дорогой. Но при этом она не должна допускать сильных кренов и изменения пятна контакта колес с дорогой. Чем хуже дороги, тем более мягкой должна быть подвеска для получения хорошего сцепления. Чем ниже коэффициент сцепления колес, тем мягче должна быть подвеска. Казалось бы, проблему может решить установка стабилизатора поперечной устойчивости, но нет, у него тоже есть свои негативные черты, он делает подвеску более «зависимой» и уменьшает ход подвески.

Так что настройка подвески остается делом для настоящих мастеров и всегда требует много времени на натурные испытания. Множество факторов затейливо переплетаются и, изменив один параметр, можно ухудшить и управляемость, и плавность хода. И не всегда жесткая подвеска делает машину быстрее, а мягкая — комфортнее. На управляемости сказывается и изменение жесткости передней и задней подвесок относительно друг друга и даже малейшее изменение характеристик жесткости амортизаторов. Надеюсь, эта статья поможет более тщательно относиться к выбору комплектующих для подвесок и предотвратит необдуманные эксперименты.

Источник http://https://rating-avto.ru/raznoe/podveska-v-avtomobil.html
Источник http://https://www.kolesa.ru/article/mjagkost-i-zhestkost-podveski-chto-vazhnee-dlja-komforta-2015-03-05