Начав в мартовском и апрельском номерах журнала рассматривать различные типы подвесок и их особенности, сегодня мы завершаем эту тему*
В предыдущем выпуске «Автопанорамы» были изучены свойства трех типов подвесок – зависимой, полузависимой и на двойных рычагах. Сейчас этой же процедуре подвергнем еще три.
Без всякого преувеличения можно сказать, что McPherson – наиболее популярный тип подвески в настоящий момент. Объясняется это простотой конструкции, легкостью и небольшой шириной, что делает ее незаменимой в тес-ноте современных моторных отсеков. Однако на задней оси, где требования к компактности уже не так актуальны, она встречается нечасто. Почему?
Из-за проблем с кинематикой. В отличие от двухрычажной в подвеске McPherson остался только нижний поперечный рычаг, а вместо верхнего функции направляющего элемента исполняет амортизаторная стойка, упирающаяся в брызговик. Лишившись верхнего рычага, подвеска потеряла и способность к изменению развала при относительно стабильной колее, а возможности настройки резко сократились. По сути, конструкторам нужно выбирать: либо наклонить рычаг наружу и получить благоприятное изменение развала (то есть устойчивость в поворотах) ценой непостоянства колеи, либо расположить его ближе к горизонтали и стабилизировать колею (улучшить устойчивость на прямой), снизив сцепление в поворотах. Как правило, выбирают первый путь, в пользу которого говорит и возможность получения высокого центра крена. Кстати, его положение определяется все тем же наклоном рычага, а потому здесь кроется и еще одна неприятность – заметное увеличение кренов по мере загрузки автомобиля, когда подвеска проседает и рычаг меняет наклон. Конечно, это характерно и для других типов подвески, но в куда меньшей степени, а потому на задней оси, которая обычно и воспринимает дополнительный вес, McPherson применяется редко.
К недостаткам можно отнести и повышенное трение в амортизаторной стойке, что ухудшает фильтрацию неровностей и дорожных шумов, а также увеличивает нагрузку на брызговик. Именно поэтому такую подвеску почти не встретишь на внедорожниках, хотя она и обеспечивает большой ход колеса. А вот на некоторые спортивные модели она устанавливается. В частности, на Porsche 911 и Cayman – жесткие амортизаторы и пружины ограничивают ход колес, и недостатки подвески почти не проявляются.
Подвеска этого типа стала редкостью – ее вытеснила многорычажная конструкция, однако до середины 90-х именно она применялась на задней оси многих дорогих мощных заднеприводных автомобилей.
На вид конструкция очень проста: с каждой стороны всего по одному косому рычагу, ось вращения которого наклонена как в продольном, так и в поперечном направлении. Выбирая углы этих наклонов, а также длины рычагов, можно получать различные кинематические свойства подвески – за эту гибкость настроек ее и полюбили разработчики. Кстати, в этом она похожа на двухрычажную подвеску, хотя возможности последней все-таки шире. В частности, подвеска на косых рычагах не обеспечивает относительного постоянства колеи – чем большее изменение развала требуется для прохождения поворотов, тем сильнее расширяется колея в ходе сжатия. Но все же ее отклонение оказывается меньше, чем в подвеске McPherson, кроме того, кренится автомобиль на косых рычагах меньше – центр крена можно расположить высоко, а его положение в меньшей степени зависит от загрузки машины.
Помимо этого подвеска обладает очень полезными для задней оси свойствами. Во-первых, она препятствует крену автомобиля на торможении, прижимая в этот момент кузов к земле. Во-вторых, с ее помощью можно влиять на характер управляемости, изменяя недостаточную поворачиваемость на избыточную и наоборот. Для этого инженеры подбирают угол поперечного наклона рычага, от которого зависит схождение колес в ходе сжатия – положительное схождение вызывает недостаточную поворачиваемость, а отрицательное – избыточную. Конечно, это тоже паллиативное решение, ведь переменное схождение на прямой волнистой дороге означает лишь нерациональное использование сцепных свойств шин. Тем не менее в разумных пределах этот механизм оправдывает себя лучшим балансом автомобиля в повороте. Радикальный же способ – управляемое электроникой схождение задних колес (как в BMW 7-й серии) – обходится слишком дорого.
В отличие от остальных многорычажная подвеска – понятие довольно расплывчатое. Даже в самом названии «многорычажная» отсутствует какое-либо четкое указание на конструкцию. Однако идея здесь всегда одна – дальнейшее развитие двухрычажной подвески с целью придания ей подруливаюшего эффекта. Соответственно, «многорычажку» можно представить как двухрычажную, в которую добавлены продольные или (реже) косые рычаги, «утягивающие» колесо в сторону в ходе сжатия для изменения схождения. Чтобы все это правильно двигалось, инженерам важно рассчитать податливость рычагов и жесткость шарниров, а для минимизации размеров конструкции – смонтировать подвеску на подрамнике.
Применяется многорычажная подвеска на задней оси передне- и заднеприводных автомобилей. При этом в первом случае она настраивается на нейтрализацию недостаточной поворачиваемости, а во втором – на борьбу с избыточной.
Есть ли у нее недостатки? Если не говорить об очевидной сложности и дороговизне, то остается два минуса: худшая фильтрация неровностей из-за внутреннего трения и повышенные неподрессоренные массы. Впрочем, с последним активно борются, применяя легкие сплавы и оптимизируя конструкцию – обычно в под-веске есть только один массивный рычаг, воспринимающий большинство нагрузок, а остальные лишь играют роль направляющих, поэтому делаются тонкими и легкими.
В заключение принято подводить итоги и расставлять все по местам. Но, как мы уже убедились, в случае с подвеской это не так просто. Все конструкции имеют свои особенности, определяющие их уникальные плюсы и минусы. Поэтому можно говорить лишь об универсальности, балансе характеристик, и в этом случае однозначными лидерами оказываются двух- и многорычажные подвески. Немного им уступают конструкции на косых рычагах и McPherson – их кинематика менее совершенна (особенно у McPherson), но они просты и не требовательны к месту. Далее можно расположить полузависимую подвеску, которая при всей своей простоте и дешевизне все же обеспечивает приемлемую кинематику. А замыкает список зависимая подвеска.
* Окончание темы – начало см. в «АП» №3 и №4, 2016.
