Многорычажная подвеска имеет следующее устройство:
- подрамник;
- поперечные рычаги;
- продольный рычаг;
- ступичная опора;
- амортизатор;
- пружина;
- стабилизатор поперечной устойчивости.
Схема многорычажной подвески
Подрамник является несущим элементом подвески. К подрамнику через резинометаллические втулки крепятся поперечные рычаги.
Поперечные рычаги соединены со ступичной опорой и обеспечивают ее положение в поперечной плоскости. В конструкции подвески может использоваться от трех до пяти поперечных рычагов. Стандартная конструкция многорычажной подвески включает три поперечных рычага:
- верхний;
- передний нижний;
- задний нижний.
Верхний рычаг служит для передачи поперечных усилий и связывает корпус опоры колеса с подрамником.
Передний нижний рычаг определяет схождение колеса.
Задний нижний рычаг воспринимает вес кузова, который передается на рычаг через пружину.
Продольный рычаг выполняет функцию ведения колеса в продольном направлении. Продольный рычаг с помощью опоры крепится к кузову автомобиля. С другой стороны рычаг соединен со ступичной опорой. На каждое из колес приходится свой продольный рычаг.
Ступичная опора (корпус опоры колеса) является основанием для размещения ступичного подшипника и крепления колеса. Подшипник закрепляется на опоре болтом.
Для восприятия нагрузок в подвеске установлена винтовая пружина. Пружина опирается на задний нижний поперечный рычаг.
Амортизатор обычно расположен отдельно от пружины. Он соединен со ступичной опорой.
В конструкции многорычажной подвески используется стабилизатор поперечной устойчивости, который снижает крены кузова автомобиля при прохождении поворотов и обеспечивает необходимое сцепление задних колес с дорогой. Штанга стабилизатора закрепляется с помощью резиновых опор на подрамнике. Специальные тяги обеспечивают соединение штанги со ступичными опорами.
Главные преимущества многорычажной подвески
- Независимость колес друг от друга
- Низкая неподрессоренная масса
- Независимая продольная и поперечная регулировки
- Хорошая недостаточная поворачиваемость
- Хороший вариант для использования в схеме 4x4
Главный недостаток современной схемы - сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.
В качестве упругих элементов используются продольно расположенные торсионы — работающие на скручивание стержни. Как правило торсионы крепятся к нижним рычагам. Торсионы могут располагаться как продольно (в этом случае они служат и осями рычагов), так и поперечно (во втором случае каждый из них может быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске, с той разницей, что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон — только при разноимённом ходе противоположных колёс).
Такая передняя подвеска использовалась на многих автомобилях фирм Packard, Chrysler и Fiat начиная с пятидесятых годов, всех советских легковых ЗиЛ и некоторых моделях французской фирмы Simca, созданных в годы сотрудничества с «Крайслером» (например Simca 1307).
При одинаковой длине и поперечном сечении прутка, из которого изготовлена пружина, и стержня торсиона характеристики их упругих свойств будут одинаковы, однако при этом конструктивные возможности торсионов более широки, чем конструктивные возможности витой пружины. Стержень торсиона можно сделать составным, чаще всего производители используют вариант набора плоских пластин, также существуют торсионы, составленные из многогранных стержней, собранных в пучок и конструкции из пучка круглых стержней, соединенных по концам – эти варинты позволяют торсионной подвеске, в сравнение с конструкцией, использующей витую пружину, быть долговечнее.
Одним из основных параметров, характеризующих упругость торсиона, является его длина. Стержни торсионов могут располагаться вдоль продольной оси симметрии автомобиля и поперек ее. При поперечном расположении длина торсиона ограничивается величиной колеи автомобиля. На концах торсионов с каждой стороны автомобиля закрепляются рычаги подвески с продольной плоскостью перемещения, возможно также использование гидравлических телескопических амортизаторов.
При продольном расположении торсионов, их длина конструктивно не столь жестко ограничена, в итоге подвеска получается мягкой, нисколько не уступая по этому параметру пружинным или рессорным конструкциям, к тому же данная конструкция очень удобна для больших автомобилей.
Основной производственной сложностью при создании торсионной подвески является сложность изготовления и обработки торсионных валов. Поверхностное упрочнение стрежней торсионных валов, пластическая осадка и прочие меры, обеспечивающие высокие характеристики упругости, прочности и устойчивости к образованию трещин используются, и в случае витых пружин и листовых рессор и торсионов, однако в последнем случае стоимость процедур значительно выше. Однако главной проблемой торсионных подвесок, сдерживающих их еще более широкое применение в конструкциях автомобилей, является тот момент, что два игольчатых подшипника, устанавливаемых с каждой стороны в местах присоединения колесных рычагов к задней балке имееют склонность к рассыпанию, что может привести в итоге к серьезным финансовым вливаниям на починку автомобиля.
Данный тип подвесок имеет давнюю историю – к примеру, такие фирмы, как Renault и Peugeot вот уже на протяжении без малого половины века используют торсионные подвески в своих автомобилях. Помимо этого достаточно широко используют торсионы в своих конструкциях американские и, отчасти, японские автопроизводители.
Характеризуется высокой плавностью хода, компактностью (что например позволило на «Симке» разместить между рычагами приводы передних колёс).