Зависимая подвеска

Зависимой подвеской называется один из самых старых видов подвески, который связывает колеса с кузовом автомобиля. В зависимой подвеске оба колеса на одной оси жестко скреплены между собой и перемещение одного колеса оси напрямую влияет на другое — как при их одноимённых, так и при разноимённых ходах.

Зависимую подвеску колес применяли еще в простых телегах, боевых колесницах и каретах. Их конструкция представляла собой простую, а иногда и не очень, зависимую подвеску. Допустим, колеса телеги насаживались на деревянную балку, а не закреплялись прямо к корпусу повозки.

Первые десятилетия развития автомобилестроения — пик применения простой и в то же время дешевой зависимой подвески. И по мере роста предельной скорости она подвергалась усовершенствованию, однако вскоре стало понятно, что конструктивные вариации зависимой подвески исчерпали себя, и сегодня ее используют все реже.

В этом типе подвески поперечная рессора играет роль как упругого, так и направляющего устройства.

Данный тип подвески особенно известен по автомобилям ГАЗ-А, Ford model A и Ford T. «Фордовский» тип подвески использовали включительно до модели 1948 года. Специалисты ГАЗ-а отказались от него уже на модели ГАЗ-М-1, которая создана на базе Ford model B, из-за недостаточной живучести на отечественных дорогах.

Самым значительным минусом в схеме с поперечной рессорой была ее большая податливость в продольном направлении даже невзирая на наличие дышла, при движении самовольно изменяла угол поворота моста, что преимущественно ощущалось в передней подвеске с управляемыми колёсами и способствовало нарушению управляемости машины на большой скорости. 

В этом типе балка моста подвешена на 2-х продольно ориентированных рессорах. Мост может быть ведущим или же не ведущим, и находится как над рессорой (в основном на легковых машинах), так и под ней (грузовые авто, внедорожники, автобусы). Обычно крепление моста к рессоре выполняется с помощью стремянок приблизительно в её середине, зачастую с небольшим смещением вперёд. Передняя часть продольной рессоры, кроме нормальных, берет на себя боковые и продольные силы реакции дороги, и фактически играет роль рычага подвески, задающего её кинематику. Поэтому, с точки зрения кинематики, такой тип подвески работает как подвеска на 2-х гибких продольных рычагах, которые имеют длину, равную расстоянию между точкой закрепления моста рессоры и передним ее креплением.

Продольные рессоры в данной подвеске принимают усилия во всех направлениях — боковом, вертикальном, продольном, а также реактивные и тормозные моменты, благодаря чему можно исключить из конструкции подвески дополнительные компоненты (растяжки, рычаги, реактивные тяги и т. д.). Поэтому продольно-рессорная подвеска является простотой и относительной дешевой.

Сегодня в подвесках современных легковых автомобилей в своём классическом виде практически не используются продольные рессоры, поскольку они достаточно податливы под действием боковых и продольных сил, и поэтому в ходе работы подвески (например, при повороте) допускают непредсказуемое смещение («увод») прикреплённого к ним моста. Хоть и сравнительно небольшое, однако достаточное для нарушения управляемости на сравнительно больших скоростях. 

Схем таких подвесок с разным расположением и количеством рычагов существует большое множество. В основном применяется четырёхрычажная зависимая подвеска с тягой Панара. 

Её плюс в том, что рычаги жёстко и предсказуемо задают движение ведущего моста по всем направлениям — продольном, вертикальном и боковом. Более короткие верхние рычаги находятся под некоторым углом к продольной оси, за счет чего при движении по кривой задний мост «помогает вырулить» в сторону поворота, снижая тенденцию машины к избыточной поворачиваемости. 

Более простые варианты имеют меньшее количество рычагов. Если рычагов всего два, то при работе подвески они перекашиваются, что обеспечивает кинематический увод моста. 

В качестве упругих элементов применяются как витые пружины, так и, к примеру, пневмобаллоны (в частности на автобусах и грузовиках). 

В этом типе подвески для восприятия продольных усилий применяется или защитная труба карданной передачи, которая упирается в шарнир на картере КПП, внутри которой пропущен карданный вал, или дышло — А-образный либо Л-образный рычаг, жёстко зафиксированный на балке моста и шарнирно скрепленный с рамой, КПП или кузовом.

В качестве упругих элементов могут использоваться как рессоры — поперечные или продольные, так и пневмобаллоны либо пружины. При этом поперечная рессора может воспринимать поперечные нагрузки, а продольные рессоры воспринимают также и продольные усилия вместе с толкающей трубой или дышлом, чем снижают нагрузку на шасси и минимизируют толчки, появляющиеся при работе подвески, обеспечивая долговечность и комфортабельность. В других случаях требуется применение тяги Панара или механизма Уатта, чтобы предотвратить боковой увод моста, поскольку ни дышло, ни толкающая труба, ни пружины не могут принимать силы, которые действующие в поперечном направлении.

Дышло в задней подвеске автомобилей еще используют в качестве дополнительного элемента, для снижения продольных кренов при торможении и разгоне. В последнем случае дышло благодаря силам, действующим на балку моста, подталкивает кузов вверх в точке крепления, а в случае торможения — подтягивает вниз, чем исключает «клевок» кузова. Как правило, подвески с дышлом используются на автобусах и грузовиках с пневмобалонной подвеской

 

Тип «Де Дион» предполагает такое устройство зависимой подвески ведущих колёс, при котором они соединены относительно лёгкой, так или иначе подрессоренной неразрезной балкой, а редуктор главной передачи неподвижно фиксируется к кузову или раме и передаёт вращение на колёса через полуоси с двумя шарнирами на каждой. Колёса могут крепиться на балке с определёнными (в процессе эксплуатации нерегулируемыми) углами схождения и развала для улучшения управляемости (обычно задаются небольшой отрицательный развал и аналогично небольшое положительное схождение).

Данное устройство подвески ведущих колёс обеспечивает минимизацию неподрессоренной массы — даже в сравнении с многими видами независимой подвески. 

При работе данной подвески меняется длина полуосей, вынуждая или устанавливать на них подвижные в осевом направлении ШРУСы (как на автомобилях с передним приводом), или же использовать вместе с карданными шарнирами особые скользящие шарниры со шлицами.

Широко применяющийся во второй половине 70-х — 90-х гг. тип полузависимой подвески задних колёс переднеприводного автомобиля с двумя продольными рычагами, которые соединены работающей на скручивание поперечиной, наряду с которой они образуют упругую Н-образную балку.

Бесспорным преимуществом зависимой подвески является ее высокая прочность и устойчивость к повреждениям. К тому же, ее конструкция очень простая, поэтому характеризуется дешевизной и неприхотливостью в эксплуатации. Из недостатков можно выделить наличие больших неподрессоренных масс, другими словами, она тяжелая сама по себе. Помимо этого, машины с зависимой подвеской немного хуже в управлении и имеют более низкую курсовую устойчивость. В автомобилях с такой подвеской сложнее добиться высокой степени комфорта, то есть в них больше «трясёт». 

Зависимая подвеска – это оптимальное решение для создания внедорожника. Однако, при этом нужно смириться с лишением возможности непринужденно маневрировать на городских дорогах, а также с относительно невысокой предельной скоростью. Правда, в условиях бездорожья, даже при серьёзном повреждении, машина не теряет возможность передвигаться. Бывали случаи, когда движение было возможно с погнутым мостом.

Принципы конструкции зависимой подвески, применявшиеся на самых первых машинах, применяются и сегодня в классических внедорожниках Nissan, Jeep, и УАЗ.