Телефон: +7 (383)-235-94-57

ОБЗОР ТИПОВ СОВРЕМЕННЫХ ПОДВЕСОК ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Опубликовано в журнале: Инженерные решения №6(7)

Автор(ы): Голубина Светлана Александровна, Карпов Максим Алексеевич, Сысенко Никита Григорьевич, Черенков Александр Григорьевич

Рубрика журнала: Технологии машиностроения

Статус статьи: Опубликована 18 августа

DOI статьи: 10.32743/2658-6479.2019.6.7.145

Библиографическое описание

Голубина С.А., Карпов М.А., Сысенко Н.Г., Черенков А.Г. [и др.] ОБЗОР ТИПОВ СОВРЕМЕННЫХ ПОДВЕСОК ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ // Инженерные решения: эл.научный журнал. –2019 – №6(7). URL: https://journaltech.ru/archive/7/145 (дата обращения: 19.10.2019). DOI: 10.32743/2658-6479.2019.6.7.145

Голубина Светлана Александровна

канд. техн. наук, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана КФ МГТУ,

РФ, г. Калуга

Карпов Максим Алексеевич

cтудент, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана КФ МГТУ,

РФ, г. Калуга

Сысенко Никита Григорьевич

cтудент, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана КФ МГТУ,

РФ, г. Калуга

Черенков Александр Григорьевич

cтудент, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана КФ МГТУ,

РФ, г. Калуга

 

REVIEW OF TYPES OF MODERN PASSENGER CAR SUSPENSIONS

 

Svetlana Golubina

candidate of Technical Sciences of the Kaluga branch of the Moscow State Technical University named after N. Bauman,

Russia, Kaluga

Maxim Karpov

student of the Kaluga branch of the Moscow State Technical University named after N. Bauman,

Russia, Kaluga

Nikita Sisenko

student of the Kaluga branch of the Moscow State Technical University named after N. Bauman,

Russia, Kaluga

Alexander Cherenkov

student of the Kaluga branch of the Moscow State Technical University named after N. Bauman,

Russia, Kaluga

 

АННОТАЦИЯ

В данной работе представлен сравнительный анализ типов подвесок современных легковых автомобилей. Рассмотрено устройство наиболее распространённых типов подвесок, которые используются в настоящее время. Дано описание каждого типа и указана область их применения. На основании устройства каждого из описанных типов выявлены как преимущества, так и недостатки данного типа. Исходя из проведенного обзора, выбраны наиболее перспективные типы подвесок и предложен ряд конструкторских задач, связанных с совершенствованием существующих типов подвесок. В представленном обзоре выявлены основные тенденции развития данного направления.

ABSTRACT

This paper presents a comparative analysis of the types of suspensions of modern passenger cars. The device is considered the most common types of suspensions that are currently used. The description of each type is given and the area of ​​their application is indicated. Based on the device of each of the types described, both advantages and disadvantages of this type are revealed. Based on the reviews performed, the most promising types of suspensions were selected and a number of design tasks were proposed related to the improvement of the existing types of suspensions. In the presented reviews, the main trends in the development of this direction are revealed.

 

Ключевые слова: подвеска, независимая, двухрычажная, многорычажная, адаптивная, автомобиль.

Keywords: suspension, dependent, semi-independent, independent, double-lever, multi-link, adaptive, car.

 

Основным устройством, защищающими автомобиль от динамических воздействий дороги и сводящими колебания и вибрации к приемлемому уровню, является подвеска. Многолетний опыт показывает, что неровности дороги и вызываемые ими колебания кузова и колес автомобиля ведут, как правило, к ухудшению всех его эксплуатационно-технических качеств и к тем большему, чем хуже качество дороги. Можно считать, что на дорогах с неровной поверхностью снижается производительность автомобиля вследствие уменьшения скоростей движения и увеличения простоев, возрастают расходы на техническое обслуживание и ремонты. Кроме этих прямых потерь есть и косвенные, вызванные, в частности, слабым использованием сети дорог с неровной поверхностью.

Подвеска автомобиля — система деталей, узлов и механизмов, соединяющих кузов автомобиля с дорогой. Современные автомобильные подвески являются достаточно сложными конструкциями, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы, имеют электронные системы управления, обладают высокой комфортабельностью, управляемостью и безопасностью. Подвеска – это одна из важнейших составляющих автомобиля. Именно от нее зависит большинство параметров проектируемого автомобиля.

Существует большое число автомобильных подвесок, обеспечивающих надежную работу автомобиля в течении его эксплуатации. Наибольшее распространение в современном автомобилестроении получили такие типы подвесок: McPherson, двухрычажная, многорычажная, адаптивная, задняя зависимая, полузависимая, независимая.

Согласно литературным источникам [1-3,8] наибольшее распространения получила подвеска McPherson .

 

Рисунок 1. Подвеска типа McPherson

 

Данный тип подвески применяется на передней оси автомобиля. По своей конструкции подвеска МакФерсон (рис. 1) является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку. Благодаря компактности конструкции подвеска McPherson широко используется на переднеприводных легковых автомобилях, так как позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве [9]. Такой тип подвески применяется в атомобилях «Audi 100», «Mercedes-Benz W124» и «Opel Senator». К другим преимуществам данного типа подвески относятся простота конструкции, а также большой ход подвески, препятствующий пробоям. Вместе с тем, конструктивные особенности подвески приводят к значительному изменению развала колес. По этой причине данный тип подвески не применяется на спортивных автомобилях и автомобилях премиум-класса.

 

Рисунок 2. Двухрычажная подвеска

 

Двухрычажная подвеска (рис. 2) может применяться на передней и задней оси автомобиля. Подвеска используется в качестве передней подвески на многих спортивных автомобилях, седанах представительского и бизнес класса, а также на болидах формулы один. Производится и применяется на автоконцерне «Ford». Преимущества двухрычажной подвески – лучшая шумоизоляция и передача меньшей части нагрузок на кузов, относительная легкость ремонта. Недостатки: стоимость проектирования и обслуживания такой подвески выше, чем у Макферсона, настройка двухрычажной подвески – довольно сложная геометрическая задача. Кроме того, горизонтальная ориентация подвески «съедает» место под капотом, а также в багажном отсеке, если речь о задней подвеске. двухрычажную подвеску сейчас почти нереально встретить на переднеприводных компактах с поперечным расположением мотора. Затрудняет такой тип подвески и проектирование сминаемых при ударе зон кузова. Дополнительные сложности возникают с применением двойных поперечных рычагов в задней подвеске [11].

 

Рисунок 3. Многорычажная подвеска

 

Многорычажная подвеска или по другом Multilink, является на сегодня самой распространенной среди тех, которые применяются на задней оси автомобиля. В меру прогресса, такой вид можно встретить на передней или задней оси машины, соответственно, как на переднеприводные, так и на заднеприводные. Такой тип подвески начали применять в автомобилях «Jaguar E-type» 1964г., затем на некоторых моделях «Audi». Преимуществом многорычажной подвески является держание угла развала схождения колес, в момент работы Многорычажная подвеска (рис. 3) удерживает колесо в вертикальном положении при любой перегрузке, независимо от положения кузова. Плавность хода автомобиля, бесшумность работы всего механизма. Исключение вероятности смещения колеса. Недостатками данного типа являются стоимость обслуживания и производства деталей. Самым слабым звеном считаются резинометаллические элементы для соединения, которые относительно быстро изнашиваются, требуют своевременной замены и обслуживания [4].

 

Рисунок 4. Адаптивная подвеска

 

Адаптивная подвеска (рис. 4) бывает пневматической и гидравлической.

В основе конструкции пневмоподвески лежат пневматический упругий элемент, установленный под каждым колесом [5]. Жидкостная адаптивная подвеска различается по принципу регулировки жесткости. Это может быть осуществлено с помощью электромагнитного клапана или применением специальной магнитно-реологической жидкости. Подобную подвеску выпускают: «General Motors – MagneRide» для автомобилей «Cadillac», «Chevrolet». Преимуществами адаптивной подвески являются: высокий уровень комфорта независимо от типа дорожного покрытия, особенно это применимо к пневмоподвескам. Хорошая управляемость на больших скоростях и в крутых виражах. Уменьшение нагрузки на несущие элементы кузова, снижение износа шин, уменьшение тормозного пути. Недостатки адаптивной подвески являются сложность её устройства и цена. Сложность электронной начинки может приводить к сбоям в работе. Надежность адаптивной подвески будет ниже, чем у традиционной.

 

Рисунок 5. Зависимая подвеска

 

Зависимая подвеска (рис. 5) представляет собой единую жесткую ось, которая соединяет правое и левое колеса [7]. Обычно балка соединяется с корпусом автомобиля с помощью двух упругих элементов. Такая конструкция проста, при этом она обеспечивает надежное соединение. Когда одна сторона машины наезжает на неровность, то наклоняется весь автомобиль. Такой тип подвесков применялся в автомобилях «Жигули». Однако недостатки зависимой подвески на этом не заканчиваются. Кроме зависимости колес друг от друга, распространение такой подвески в современных легковых автомобилях было сведено к нулю из-за больших неподрессоренных масс, а также необходимости сильно поднимать пол автомобиля для обеспечения полноценной артикуляции подвески, особенно в случае с ведущим мостом.

 

Рисунок 6. Полузависимая подвеска

 

Полунезависимая подвеска (рис. 6) состоит из двух продольных рычагов, которые соединяются между собой с помощью поперечной балки, то есть вся конструкция имеет вид буквы «П» [6]. Появилась она именно на «VW Golf» в 1974 году Преимуществами являются легкость монтажа, высокий уровень жесткости в поперечном направлении, возможность изменения характеристик подвески при помощи геометрии поперечного сечения «П»-образной баки, компактные размеры и небольшой вес, но самым важным и существенным достоинством полунезависимой подвески, есть оптимальная кинематика колес, низкая себестоимость. Недостатками данного типа является возможность установки только на заднем, не ведущем мосту и наличие отдельных требований к геометрии днища кузова.

 

Рисунок 7. Независимая подвеска

 

В независимой подвеске (рис. 7) колеса одной оси не связаны друг с другом, и изменение положения одного колеса не оказывает влияния на другое. Конструктивных вариаций независимых подвесок существует намного больше, чем зависимых – за многие годы были разработаны схемы на продольных, косых и поперечных рычагах, многорычажные, пневматические, гидропневматические и активные подвески, и даже вариации с магнитореологическими амортизаторами, заполненными ферромагнитной жидкостью, изменяющей свои свойства под воздействием магнитного поля [10]. Такой вид подвески устанавливался на задние мосты автомобилей марок «Citroen», «Austin», а также на мотороллеры и небольшие прицепы. Одним из основных преимуществ независимой является именно то, что при наезде одного колеса на неровность другое не меняет своего положения. Эта независимость работы подвесок на разных сторонах оси обеспечивает больший комфорт и более равномерное сцепление с поверхностью при прохождении неровностей. Независимая подвеска обеспечивает меньшие неподрессоренные массы. Недостатком данного типа является то, что параметры положения колеса (развал, схождение и ширина колеи) могут меняться при работе подвески, а также стоимость.

Таблица 1.

Преимущества и недостатки различных типов подвесок легковых автомобилей

 

Подвеска типа McPherson

Двух рычажная подвеска

Многорычажная подвеска

Адаптивная подвеска

Зависимая подвеска

Полузависимая подвеска

Независимая подвеска

Простота

+

+

-

-

+

+

-

Дешевизна

+

-

-

-

+

+

-

Надежность

+

+

-

-

+

+

+

Хорошая шумо- и виброизоляция

-

+

+

+

-

-

+

Дешевое обслуживание

+

+

-

-

+

+

-

Компактность

+

-

-

-

-

+

-

Лучшая управляемость

-

-

+

+

-

-

+

Возможность установки ведущего моста

+

+

+

+

+

-

+

 

В зависимости от назначения автомобиля и места его эксплуатации, а также стоимости автомобиля автопроизводитель предложит оптимальный, по его усмотрению тип подвески. За покупателем остается возможность выбрать необходимый автомобиль, учитывая в качестве одного из критериев выбора – конструкцию подвески.

 

Список литературы:

  1. Алакин В. М. Методы моделирования рабочих процессов передней подвески полноприводного автомобиля //Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. №. 7-5. С. 5-12.
  2. Анопченко В. Г. Практикум по теории движения автомобиля: Учеб. пособие //Красноярск: Сиб. федер. ун-т.
  3. Буйкус К. В., Тихонович А. М. Устройство автомобилей: Учеб. пособие //Минск: РИПО, 2017. 303 с.
  4. Гурский А. С., Лагун Е. А., Савич Е. Л. Устройство автомобилей: Учеб. пособие//Минск: РИПО, 2018. 448 с.
  5. Извозчикова В. В., Хлынин И. А. Модернизация легкового автомобиля пневматической подвеской //Новая наука: Проблемы и перспективы. Т. 2.  №. 3. С. 133-137.
  6. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Элементы подвески/Перевод с нем. АЛ Карпухина/под ред. ГГ Гридасова //М.: Машиностроение. 288 с.
  7. Саушкин О. В. Эксплуатационные свойства автомобиля. Теория и расчет: Учеб. пособие//Воронеж: Воронежская государственная лесотехническая академия, 2011. 39 с.
  8. Тюхай С. А., Плачев Е. А. Сравнение обычной подвески автомобиля с гидропневматической подвеской //Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневматика. 2016. 60 с.
  9. Шинкоренко Е. А., Садковский Б. П., Пономарев А. И. Исследование подвески типа макферсон //Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. №. 10-5. С. 220-222.
  10. Федотов А. И., Лысенко А. В., Тихов-Тинников Д. А. Контроль технического состояния подвески автомобилей в условиях эксплуатации методом движения по поперечному уклону //Журнал автомобильных инженеров. 2015. №. 6.  С. 51-53.
  11. Якимов М.В., Воронцов А.А. Исследование плавности хода автомобиля с двухрычажной подвеской.// Актуальные проблемы автотранспортного комплекса [Текст] : межвузовский сборник научных статей (с международным участием) (Самара 22-23 ноября 2013) Самара 2014 С.151-155.