Gaznaauto Сайт про автомобили
Ми вже розповідали про залежні та незалежні підвіски. Але за кадром залишився ще один тип підвісок — напівзалежні. У характеристиках автомобіля такий тип підвіски часто вказується як незалежний, але на перший погляд, виглядає найпоширеніша конструкція саме як звичайна балка залежної підвіски. У чому ж тут секрет?
Наскільки незалежна незалежна підвіска?
Здавалося б, якщо підвіска незалежна, то переміщення одного колеса від іншого ніяк не залежать. Таке частіше зустрічається в теорії. На практиці ж повністю незалежні підвіски — велика рідкість.
Майже завжди в конструкції підвіски передбачена така деталь як стабілізатор поперечної стійкості. Завдяки їй вертикальні переміщення одного колеса через пружний торсіон передаються на інше. Подібне «порушення незалежності» потрібне для поліпшення керованості автомобіля, а точніше, для зменшення кренів у поворотах. Рішення не найвитонченіше, має і низку недоліків, але при цьому недороге, адже активні підвіски дорожчі на порядки. А так досить проста деталь не дає машині завалюватися в повороті.
Звісно, керованість можна налаштувати і без цієї деталі, і навіть плавність ходу покращиться. Прикладів тому чимало: ось Renault Logan, наприклад, після першого рестайлінгу позбувся стабілізатора спереду, а у класичних Жигулів у задній підвісці його і не було ніколи. Але більшість сучасних машин його має і в передній, і в задній підвісках.
Не рідкість і «активні» стабілізатори, які вміють змінювати кутову жорсткість торсіона або взагалі відключатися. Такі є, наприклад, на машинах BMW або на позашляховиках Nissan. Це дає змогу знизити негативні фактори від використання стабілізатора.
Виходить, підвіски в абсолютної більшості машин не абсолютно незалежні, переміщення одного колеса все ж таки спричиняє переміщення й іншого. Нехай і меншою мірою, ніж за наявності зв’язку у вигляді загальної жорсткої осі, як у залежної підвіски, коли переміщення одного колеса завжди однозначно пов’язане з переміщенням іншого.
З нерозрізними мостами, до речі, стабілізатор поперечної стійкості також застосовують: крени є у машин з будь-якими підвісками.
Напівзалежні: рідкісні та найпоширеніші
Якщо стабілізатор все одно потрібен, то можливо, його можна зробити частиною несучої конструкції підвіски? Напевно, саме так міркували інженери, коли вигадали передню підвіску МакФерсон для Audi 100/A6 в кузові С4 . Не дивуйтеся, але МакФерсон у неї — напівзалежний, адже замість переднього нижнього важеля підвіски тут використовується потужний стабілізатор поперечної стійкості. Обидва колеса пов’язує єдина пружна деталь, що є частиною несучої конструкції. Вісімдесяті роки були щедрі на цікаві технічні рішення, тож я не здивуюся, якщо на якихось іще машинах використовували подібну схему, адже торсіон стабілізатора дуже зручно використовувати як важіль. За кінематикою підвіску Audi можна вважати повністю незалежною за одним суттєвим «але»: вертикальне переміщення одного з коліс обов’язково спричиняє переміщення другого колеса на значну величину, пов’язану з досить високою жорсткістю торсіона.
Дуже поширена схема напівзалежної підвіски зі скручуваною балкою — зокрема і плід зусиль інженерів концерну Volkswagen. Адже з’явилася вона саме на VW Golf у 1974 році. Геніальність ідеї полягала в тому, що тут напрямний апарат обох задніх коліс був єдиною деталлю, яка кріпилася до кузова лише у двох точках. А еластокінематика руху кожного з коліс була майже подібна до кінематики підвіски на поздовжніх важелях. Балка у формі літери Н кріпиться до кузова у двох крайніх точках, а маточини коліс розташовані на нижніх кінцях літери. Найважливіша частина конструкції — поперечина, яка з’єднує конструкцію воєдино і забезпечує необхідну жорсткість. Якщо балку розташувати впритул до точок кріплення до кузова (коли балка перетвориться на букву П), то підвіска за кінематичною схемою буде повністю подібна до конструкції на поздовжніх важелях, а якщо перенести ближче до точок кріплення коліс, то буде більше схожа на залежні підвіски. Центральна частина балки в цій конструкції обов’язково має податливість і може згинатися, забезпечуючи колесам можливість незалежного переміщення. Віднести таку підвіску до залежних можна лише конструктивно: колеса пов’язані єдиною деталлю несучої конструкції. Але в роботі така підвіска все ж подібна саме до незалежних.
Конструкція настільки зручна для масового автомобілебудування, що її застосовують для машин до D класу включно, а часом використовують і в поєднанні з ведучим заднім мостом. Наприклад, на кросовері Opel Mokka ззаду стоїть саме скручувана H-подібна балка, навіть на варіантах з повним приводом.
Секрет такого успіху простий. По-перше, конструкція гранично надійна: потужні бічні важелі пов’язані потужним торсіоном, а до кузова вона кріпиться великими і міцними сайлентблоками. Ці деталі служать довго, а зламати їх важко. І така конструкція недорога як у виготовленні, так і в експлуатації.
Кінематика руху коліс від самого початку вдала і може варіюватися в широких межах шляхом зміни жорсткості кріплень, жорсткості торсіона, бічних важелів і їх взаємного розташування. До того ж підвіска дуже компактна, дає змогу рознести амортизатори максимально широко, що забезпечує чудові умови їхньої роботи. Можна розташувати пружини і амортизатори дуже низько і щільно, що збільшує внутрішній об’єм задньої частини машини. З усіх типів незалежних підвісок для неведучих коліс кращою кінематикою володіють хіба що багатоважільні конструкції на базі двоважільних підвісок або стійок МакФерсона, але вони значно дорожчі.
Недоліки у такої схеми теж є. Еластокінематика Н-подібної балки така, що кутова жорсткість балки завжди пов’язана з податливістю підвіски в поперечному напрямку і навантаженням. У результаті балка завжди надмірно жорстка для її ролі стабілізатора поперечної стійкості. Непідресорені маси у такого типу підвіски теж доволі високі, а спроба зменшити масу балки завдяки зменшенню довжини поздовжніх важелів веде до погіршення кінематики її роботи і збільшення жорсткості зв’язку. І розв’язати жорсткість гумометалевих елементів у поздовжньому і поперечному напрямку теж конструктивно складно, вони будуть завжди пов’язані, адже це лише два сайлентблоки, які працюють на кручення і розрив.
Ускладнення конструкції введенням реактивної тяги, наприклад, у вигляді механізму Ватта — хід не новий. Порівняно недавно його застосовували в серійному виробництві на Opel Astra J/Chevrolet Cruze, а спортсмени під час підготовки машин з Н-подібною балкою часто використовували додаткові реактивні важелі для поліпшення керованості та контролю кінематики.
Опорні елементи балки намагаються ставити під кутом до площини кочення балки: так забезпечується зменшення передавання вібрацій на кузов за умови зниження податливості блоків у поперечному напрямку і поліпшення кінематики. Додаткові хитрощі у вигляді виносу опорних майданчиків пружин на зовнішні кронштейни дають змогу забезпечити необхідний кут довороту коліс під навантаженням. Але в будь-якому разі цей тип підвіски залишається конструктивно простим і дешевим. І саме тому його застосовують настільки масово.
А на практиці воно як?
Порівняння різних автомобілів з різними типами задньої підвіски не дає можливості вибрати однозначного лідера. Зрозуміло, багатоважільну підвіску простіше наділити і хорошою керованістю, і високою плавністю ходу в поєднанні з високою здатністю навантаження. Але ось біда: порівнюючи навіть авто одного класу, не можна зробити висновок про те, яка застосовується підвіска лише на підставі їхніх ходових характеристик. Справжнім подарунком для любителів з’ясувати, що краще, а що гірше, є машини на платформі MQB: у багатьох з них залежно від мотора в задній підвісці може застосовуватися як балка, так і багатоважільна конструкція.
Мій особистий досвід показує, що тільки серйозне порівняння дає змогу виявити нюанси, а в звичайній експлуатації можна помітити лише дещо іншу акустичну картину під час проїзду нерівностей і більш явну зміну керованості з навантаженням у машин із Н-подібною балкою, що скручується, порівняно з машинами з багатоважільною підвіскою. Сліпе порівняння зазвичай не дає можливості виявити однозначного переможця. А все це свідчить про те, що ентузіазм виробників з приводу цього типу підвіски на бюджетних автомобілях цілком обґрунтований: за ціною недорогої залежної підвіски ви отримуєте повноцінну незалежну з хорошою кінематикою.
