Подвеска автомобиля Подвеска, обеспечивающая хорошую устойчивость автомобиля на дороге, служит важным составляющим звеном общей «активной» безопасности автомобиля. В настоящее время считается, что безопасность обеспечивается лишь в том случае, если шасси автомобиля «быстрее» его двигателя, т. е. рассчитано на большую скорость, чем та, которую может обеспечить двигатель. Если проанализировать тенденции развития конструкций передних подвесок автомобилей, то можно отметить следующие особенности. За последние годы значительно увеличилось количество автомобилей, имеющих переднюю подвеску типа «качающаяся свеча» (Mac Pherson). Жесткая пространственная конструкция, образуемая стальными штамповками, хорошо воспринимает нагрузки, возникающие в элементах подвески при движении автомобиля. Распространением кузовов, имеющих такую конструкцию, и объясняется растущая популярность рычажно-свечной (или с « качающейся свечой ») передней подвески типа Маc Pherson. Любая другая система подвески требует наличия массивной передней поперечины либо существенного усиления панелей передней части кузова. Амортизационно-пружинная качающаяся стойка Mac Pherson упирается верхним концом в чашку, расположенную в вершине передней надколесной арки, несколько впереди перегородки между отсеком двигателя и салоном. Основной недостаток этой подвески - необходимо несколько ограничить свободу перемещения колеса в вертикальном направлении, если капот расположен низко в соответствии с существующей тенденцией. В противном случае витки пружины могут плотно прижаться друг к другу при максимальном ходе сжатия подвески, и удар передается на кузов. Усилие на рулевом колесе в значительной степени зависит от величины смещения точки пересечения осевой линии поворотного шкворня с поверхностью дороги относительно центра отпечатка шины. Поэтому при малейшем нарушении балансировки колеса или биении шины во время качения колеса возникающие вибрации передаются непосредственно на амортизационную стойку. Одна из наиболее консервативных английских компаний, Jaguar, при создании своей новой модели Х-Tupe также использовала подвеску Mac Pherson, отказавшись от классической подвески на двух поперечных рычагах. Известная шведская компания SAAB на своей модели 9-5 также использует подвеску Mac Pherson. Для увеличения безопасности автомобиля используется мощный подрамник с широко расставленными нижними рычагами, а рулевая планка располагается за двигателем. Конструкторы нового Ford Mondeo также используют стойки Mac Pherson. Конструкция улучшена за счет применения нижних рычагов с широко разнесенными опорами, прикрепленными к подрамнику. Для снижения кренов при прохождении поворотов стабилизатор поперечной устойчивости имеет до-полнительное крепление с амортизационными стойками посредством длинных шарнирных звеньев. Но не сдает свои позиции и двухрычажная подвеска. Так, на автомобиле Alfa Romeo 156 она получила следующие характерные особенности: нижний рычаг с широко расставленными точками крепления стал намного короче верхнего, ось которого составляет большой угол с продольной осью автомобиля. Рычаг поворотной цапфы получил «лебединую шею» - он сильно изогнут для более высокого крепления верхнего рычага. Такая конструкция позволяет оставить дополнительное пространство для привода к колесам и является наиболее типичной для подвески на двух рычагах. Но некоторые инженеры используют для смягчения ударов от дорожных неровностей другие способы крепления нижних рычагов. В последнее время на автомобилях высокого класса все чаще стали применяться многозвенные конструкции, особенно в задней подвеске. Как и в подвеске на двойных рыча-гах, центр крена может быть расположен с высокой точностью в нужном месте, в разумных пределах, и его перемещение может легко контролироваться. Примером многозвенной подвески может служить задняя подвеска Ford Mondeo, названная разработчиками Quadrakink. В ней используются двойные поперечные звенья для передачи боковых усилий с встроенным «пассивным управлением», которое повышает устойчивость на поворотах. Кроме того, используются продольные рычаги и вертикальные амортизационные стойки с пружинами. Все элементы, кроме продольных рычагов, монтируются на заднем подрамнике для обеспечения двойной изоляции от дорожного шума и вибрации. В задней многозвенной подвеске автомобиля SAAB 9-5 самой интересной деталью является подрамник. В отличие от традиционной прямоугольной формы для повышения жесткости он имеет достаточно причудливую форму. Хотелось бы отметить, что многозвенная подвеска впервые появилась на Audi A4 в 1995 году. Но тогда она была передней. В автомобилях малого класса по-прежнему можно встретить заднюю подвеску на продольных рычагах. Ее конструкция обеспечивает параллельность колес продольной линии автомобиля все время. Некоторые конструкторы считают, что такая подвеска дает возможность несколько уменьшить чрезмерную недостаточную поворачиваемость за счет уменьшения силы сцепления задних шин, но это приводит к уменьшению общей силы сцепления на поворотах. Часто в этих конструкциях используются торсионы и компактные рычажные амортизаторы, дающие возможность разместить подвеску непосредственно под полом багажника. В классе малых и среднеразмерных автомобилей продолжает доминировать задняя подвеска с торсионной балкой, впервые появившаяся на моделях Volkswagen еще в середине 70-х годов. Она состоит из двух продольных рычагов, соединенных с поперечной балкой, которая сверху шарнирно крепится к кузову, а колеса прикрепляются снизу. Такой тип подвески хорош с точки зрения структурной и пространственной эффективности и обеспечивает преимущества настоящей независимой подвески. Она также относительно дешева в производстве и легко монтируется в автомобиль на сборочной линии. Одним из важных элементов подвески является пружина. Наиболее часто встречаются пружины цилиндрической формы постоянной жесткости. К сожалению, пружина имеет определенную минимальную длину, когда ее витки вследствие сжатия соприкасаются друг с другом, и она превращается в жесткий цилиндр, что может привести к серьезному дискомфорту для пассажиров и к риску потери управления. Для предотвращения этого эффекта вместе с пружинами устанавливаются ограничители хода подвески при сжатии. Сегодня эти элементы изготавливаются, как правило, из полиуретана. К ценным достоинствам пружин можно отнести легкость, с которой они могут быть подобраны для необходимой степени жесткости. Обрезав пружину хотя бы на один виток, можно снизить высоту автомобиля, увеличить жесткость подвески. Создание пружин переменной жесткости не предоставляет для конструкторов особой сложности. Они могут быть созданы, например, если расстояние между витками будет сужаться ближе к ее концам. Тогда при сжатии такой пружины внешние витки постепенно будут входить в контакт, а оставшаяся часть несжатой пружины будет иметь большую жесткость. Также можно получить пружину переменной жесткости путем изготовления пружины, у которой расстояние между витками остается постоянным, но она изготавливается из прутка, диаметр каждого уменьшается с каждого конца. Кроме того, можно изготовить пружину не цилиндрической формы, а в виде конуса или кокона. Достоинством такой пружины является то, что, обладая переменной жесткостью, она в полностью сжатом состоянии занимает меньше места. Такие пружины сегодня применяются в задней подвеске многих переднеприводных автомобилей европейского производства. Некоторые автомобильные фирмы отказались от подвесок, в которых упругие элементы зависят от деформации металла. Например, французский «Ситроен» вот уже почти 50 лет использует гидропневматическую подвеску собственной разработки. В этой подвеске используется жидкость для передачи усилия на сферические газонаполненные элементы. Регулируя количество жидкости в системе, можно понижать или поднимать высоту автомобиля даже во время движения. К недостаткам этой системы можно отнести не только дороговизну и сложность обслуживания и ремонта, но и необходимость использования насоса высокого давления, который потребляет энергию двигателя, увеличивая при этом расход топлива. Некоторые фирмы, такие как Lincoln, Toyota Lexus, последние Merscedes S-classe используют в подвеске пневматические упругие элементы, позволяющие обеспечить постоянную высоту при движении автомобиля независимо от нагрузки автомобиля. Такие подвески позволяют отказаться от использования жидкости под высоким давлением и необходимости иметь отдельный резервуар для ее хранения, но, тем не менее для снабжения системы воздухом требуется приводимый от двигателя или электромотора насос и ресивер, а также управляющая клапанная система, что значительно увеличивает сложность и стоимость пневматической подвески. В последние годы все чаще на автомобилях применяются адаптивные амортизаторы. Они появились на автомобилях повышенной комфортности почти 50 лет назад и позволяют водителям самостоятельно выбирать предопределенные установки амортизатора - от мягкого до жесткого. Современные системы управляются компьютером (часто остается возможность настройки регулировок водителем), чтобы выбрать наиболее подходящую настройку для любой скорости, дороги и условий движения. Как правило, они имеют один или два электромагнитных перепускных клапана, которые, открываясь или закрываясь, обеспечивают два или три демпфирующих режима. При двух закрытых клапанах обеспечивается наиболее жесткий режим работы амортизаторов - «спортивный». При одном открытом клапане амортизатор работает в «нормальном» режиме. Когда открыты оба клапана, амортизатор работает в самом мягком режиме - «комфортный». Mercedes предложил новую систему ADS (адаптивную демефирующую систему), которая обеспечивает четыре уровня демпфирования. Известный поставщик систем Delphi разработал совершенно новый амортизатор Magneride. В этой разработке использован тот факт, что некоторые вязкие жидкости можно сделать чувствительными к электромагнитным полям, тогда при усилении электромагнитного поля будет увеличиваться вязкость жидкости и, как следствие, - жесткость амортизатора. Такие амортизаторы позволяют менять демпфирование плавно, бесступенчато, в большом диапазоне. Возможно, что амортизаторы «Маг-нерайд » появятся на серийных автомобилях уже в ближайшее время. Задняя подвеска за последние годы претерпела больше изменений, чем передняя, и широко распространена в самых разнообразных конструктивных исполнениях. Это объясняется, с одной стороны, растущей популярностью переднего привода, что упрощает создание независимой задней подвески, с другой - тенденцией к повышению комфортабельности на автомобилях среднего и высокого классов с классической компоновкой.
