Видове окачвания на автомобили, техните предимства и недостатъци
зависимо окачване
При зависимо окачване колелата на една ос са някак твърдо свързани помежду си и движението на едно колело на ос недвусмислено влияе на другото.
Това е най-старата версия на окачването, наследена от колата от конски каруци.
Независимо от това, той непрекъснато се подобрява и все още се използва под една или друга форма. Най-модерните варианти на такова окачване (например De Dion) са по-ниски от независимите само в редица параметри, а след това само леко и само на неравни пътища, като същевременно имат редица важни предимства пред тях (на първо място, фактът, че за разлика от независимите окачвания, следата на колелата не се променя, те винаги са успоредни една на друга или в случай на недвижеща ос могат да имат малък предварително определен наклон, и на сравнително равна повърхност те винаги остават в най-благоприятното положение приблизително перпендикулярно на пътната повърхност, независимо от хода на окачването и създаването на нова каросерия)
На напречна пружина
Този много прост и евтин тип окачване беше широко използван през първите десетилетия от развитието на автомобила, но с увеличаването на скоростите почти напълно изчезна. Окачването се състоеше от непрекъсната мостова греда (водеща или неводеща) и полуелипсовидна напречна пружина, разположена над нея. В окачването на задвижващия мост стана необходимо да се постави масивната му скоростна кутия, така че напречната пружина имаше формата на главна буква "L". Използвани са надлъжни струйни пръти, за да се намали еластичността на пружината. Този тип окачване е най-известен от автомобилите Ford T и Ford A/GAZ-A. При автомобили Ford този тип окачване се използва до и включително моделната година 1948. Инженери на ГАЗбеше изоставен вече на модела GAZ-M-1, създаден на базата на Ford B, но който имаше напълно преработено окачване на надлъжни пружини. Отказът от този тип окачване на напречна пружина в този случай се дължи в най-голяма степен на факта, че според опита от експлоатацията на GAZ-A той е имал недостатъчна жизнеспособност по вътрешните пътища.
1 - дистанционна втулка; 2 - гумена втулка; 3 - долен надлъжен прът; 4 - долно изолиращо уплътнение на пружината; 5 - долна опорна чаша на пружината; 6 - буфер на хода на компресия; 7 - болт за закрепване на горния надлъжен прът; 8 - скоба за закрепване на горния надлъжен прът; 9 - окачваща пружина; 10 - горна пружинна чаша; 11 - горното изолационно уплътнение на пружината; 12 - опорна чаша на пружината; 13 - регулатор на налягането на задната спирачка на задвижващия лост; 14 - гумена втулка на окото на амортисьора; 15 - монтажна скоба на амортисьора; 16 - допълнителен буфер за ход на компресия; 17 - горен надлъжен прът; 18 - скоба за закрепване на долния надлъжен прът; 19 - скоба за закрепване на напречния прът към тялото; 20 - регулатор на налягането на задната спирачка; 21 - задвижващ лост на регулатора на налягането; 22 - държач на опорната втулка на лоста; 23 - втулка на лоста; 24 - напречен прът; 25 - амортисьор
Най-същественият недостатък на схемата с напречна пружина беше, че тя, имайки голямо съответствие в надлъжна посока, дори въпреки наличието на реактивна тяга, непредсказуемо промени ъгъла на въртене на оста по време на движение, което беше особено чувствително в предното окачване с управляеми колела и допринесе за нарушаване на управляемостта на превозното средство при висока скорост. Дори по стандартите от края на четиридесетте години такова предно окачване не осигурява на автомобила нормално управление при скорост.
зависимсхема с напречна пружина и светлинен лъч на незадвижващ мост е използвана в относително леко натовареното задно окачване на много DKW с предно задвижване и ранните модели на ГДР Wartburg произлизат от тях. Надлъжното движение на моста се контролира от два надлъжни струйни пръта.
Прочетете също
На надлъжни пружини
Прочетете също
Това е най-старата версия на окачването. При него мостовата греда е окачена на две надлъжно ориентирани пружини. Мостът може да бъде както подвижен, така и непроходим и се намира както над пружината (обикновено при леки автомобили), така и под нея (камиони, автобуси, джипове). По правило мостът е прикрепен към пружината с метални скоби приблизително в средата (но обикновено с леко изместване напред).
Пружината в класическата си форма представлява пакет от еластични метални листове, свързани със скоби. Листът, върху който са разположени ушите за закрепване на пружините, се нарича основен, като правило се прави най-дебелият.
През последните десетилетия се наблюдава преход към малко или дори еднолистови пружини, понякога за тях се използват неметални композитни материали (пластмаса от въглеродни влакна и т.н.). Многолистовите ресори обаче имат и своите предимства. Двете основни са, първо, ефектът от амортизиране на вибрациите, който възниква по време на междулистово триене, поради което пружината работи като най-простият фрикционен (работещ поради триене) амортисьор; и второ, че пружината има така наречената прогресивна характеристика, тоест нейната твърдост се увеличава с увеличаване на натоварването. Последното е следствие от факта, че твърдостта на листовите ресори е толкова по-голяма, колкото по-къси са те. При малки натоварвания, само колкото по-дълго имеки листове, а пружината като цяло работи като мека, създавайки висока плавност на движението; с увеличаване на натоварванията при големи ходове на окачването, в работата се включват къси и твърди листове, твърдостта на пружината като цяло се увеличава нелинейно и става способна да издържа на големи усилия без разрушаване. Това е подобно на работата на пружините с прогресивно действие (с променлива стъпка на навиване), които сравнително наскоро навлязоха в практиката на масовата автомобилна индустрия.
Надлъжните пружини в такова окачване възприемат сили във всички посоки: вертикални, странични, надлъжни, както и спирачни и реактивни моменти, което позволява да се изключат допълнителни елементи от конструкцията на окачването (лостове, реактивни пръти, удължители и др.). Следователно надлъжното пружинно окачване се характеризира с простота и относителна евтиност (въпреки че производството на пружини е доста сложно и изисква добре установена технология). Освен това, тъй като пружината лежи върху рамката или каросерията в две широко разположени точки, тя облекчава напреженията, които възникват при голямо натоварване в задната част на каросерията или рамката, така че такова окачване също се характеризира с висока устойчивост на лоши пътища и товароносимост. Предимствата включват лекотата на промяна на твърдостта поради избора на листове с една или друга дължина и дебелина.
До края на седемдесетте години надлъжните полуелиптични листови ресори бяха много широко използвани в зависимото задно окачване на леки автомобили поради тяхната ниска цена, простота и добра устойчивост. Поради своята мекота, дългите пружини със сравнително малък брой листа (малки листа) осигуряват висока плавност на движението, поради което се използват дълго време на големи удобни автомобили. На камионите отдавна има надлъжни пружиниосновният тип еластични окачващи елементи и продължават да се използват днес.
Понастоящем надлъжните пружини в традиционната им форма практически не се използват в окачванията на съвременните леки автомобили, тъй като те са твърде гъвкави под действието на надлъжни и странични сили и поради това по време на работа на окачването (например в завои) непредсказуемото изместване („дърпане“) на моста, прикрепен към тях, е сравнително малък, но достатъчен, за да наруши управляемостта при относително високи скорости. Освен това, с увеличаване на дължината на пружината и намаляване на нейната твърдост (т.е. увеличаване на гладкостта на возенето и комфорта на автомобила), тези явления стават по-изразени. По време на ускорението надлъжните пружини позволяват S-образна деформация, при която оста се завърта около оста си, което увеличава напрежението на огъване, действащо в точките на закрепване на пружината.
Проблемът е частично решен чрез увеличаване на ширината на пружините (и тази тенденция наистина се наблюдава, например на GAZ-21 пружините са с ширина 55 mm, на GAZ-24 65 mm, на GAZelle 75 mm), преместване на точката на закрепване на моста и по-твърди къси листове към предната опора на пружината, както и въвеждане на стрии и реактивни пръти в пружинното окачване. Най-предпочитано обаче е зависимо окачване с твърдо и уникално дефинирана геометрия, като петзвенно с прът на Panhard или Watt механизъм, което елиминира елемента на непредвидимост на поведението на твърда ос. Въвеждането на подобни твърди направляващи елементи в пружинното окачване би го лишило от основните предимства на простота и сравнителна евтиност, правейки го ненужно тромаво, следователно в такива случаи окачването обикновено се извършва на други видове еластични елементи, които могат да възприемат само вертикални сили, като правило спирални пружини, работещина торсионни пръти или въздушни пружини. Единични случаи на използване на пружини в съвременни леки автомобили, например в окачването на Chevrolet Corvette и някои Volvo, са свързани с използването им изключително като еластичен елемент, докато геометрията на окачването се задава от лостове, подобни на тези, използвани в пружинното окачване.
Класическите пружинни окачвания, при които пружината работи както като еластичен, така и като водещ елемент, сега се срещат почти изключително при консервативни SUV и камиони, понякога в комбинация с допълнителни еластични елементи, като въздушни пружини (бус Богдан, някои американски пикапи).
С направляващи лостове
Има различни схеми за такива окачвания с различен брой и разположение на лостовете. Често се използва зависимото окачване с пет звена с пръчка Panhard, показано на фигурата. Предимството му е, че лостовете твърдо и предсказуемо задават движението на задвижващия мост във всички посоки - вертикално, надлъжно и странично.
По-примитивните опции имат по-малко лостове. Ако има само два лоста, те се изкривяват по време на работа на окачването, което изисква или тяхното собствено съответствие (например при някои Fiat от началото на шейсетте и английските спортни автомобили, лостовете в пружинното задно окачване са направени еластични, ламеларни, по същество подобни на четвърт елипсовидни пружини), или специална шарнирна връзка на лостовете с гредата, или гъвкавостта на самата греда на усукване (така нареченото окачване с торсионни връзки с конюгирани лостове, все още широко разпространени при автомобили с предно задвижване.
Като еластични елементи, както усукани пружини, така и напр.въздушни маншони (особено при камиони и автобуси, както и влоуридери). В последния случай е необходимо твърдо определяне на движението на направляващия апарат на окачването във всички посоки, тъй като въздушните пружини не могат да възприемат дори малки напречни и надлъжни натоварвания.
Окачване "De Dion" в схематично изображение: синя непрекъсната греда на окачването, жълто крайно задвижване с диференциал, червени полуоски, зелени панти върху тях, оранжева рамка или тяло.
Окачването De Dion може да се опише като междинен тип между зависимите и независимите окачвания. Този тип окачване може да се използва само на задвижващи оси, по-точно само задвижващата ос може да има тип окачване De Dion, тъй като е разработена като алтернатива на непрекъснатата задвижваща ос и предполага наличието на задвижващи колела на оста.
В окачването De Dion колелата са свързани чрез сравнително лека, по един или друг начин пружинирана непрекъсната греда, а скоростната кутия на крайното задвижване е неподвижно закрепена към рамката или тялото и предава въртенето на колелата чрез оси с две панти на всяка.
Това поддържа нерессорните маси до минимум (дори в сравнение с много видове независимо окачване). Понякога, за да се подобри този ефект, дори спирачните механизми се прехвърлят към диференциала, оставяйки само главините на колелата и самите колела без пружини.
По време на работа на такова окачване дължината на полуосите се променя, което ги принуждава да се извършват с надлъжно подвижни панти с еднакви ъглови скорости (както при превозни средства с предно задвижване). Английският Rover 3500 използва конвенционални универсални шарнири и за компенсация, окачващата греда трябваше да бъде направена с уникален дизайн на плъзгащи се шарнири, позволявайки му да увеличава или намалява ширината си сняколко сантиметра при компресия и отскок на окачването. "De Dion" е технически много усъвършенстван тип окачване и по отношение на кинематични параметри превъзхожда дори много видове независими, отстъпвайки на най-добрите от тях само на неравни пътища, а след това и в отделни показатели. В същото време цената му е доста висока (по-висока от тази на много видове независимо окачване), така че се използва сравнително рядко, обикновено на спортни автомобили. Например много модели на Alfa Romeo имаха такова окачване. От последните автомобили с такова окачване може да се нарече Smart.