В данной "статье" рассмотрю виды задних подвесок и способы сохранения курсовой устойчивости.
Задняя подвеска должна сохранять курсовую устойчивость и нужную кинематику колеса при разного типа воздействиях:
— при работе подвески (вертикальном перемещении колеса)
— при боковых нагрузках (н-р, в поворотах)
— при передаче воздействия по траектории движения (разгоне, если задний мост ведущий и торможении в любом случае).
— чтобы элементы подвески не "выламывали" друг друга (н-р, если использовать реактивные тяги, параллельные продольным рычагам совместно с мостом, то при "синхронной" работе подвески всё будет хорошо, а вот при перекашивании они будут скручивать мост и сильно нагружать сайлентблоки и места их креплений).
Что такое курсовая устойчивость?
Представьте, например, что при наезде на кочку (вертикальном смещении колеса), колесо меняет плоскость вращения. И не только в вертикальном (что типично), но и в горизонтальном направлении. Т.е. машину при этом "бросит в сторону". Если скорость, как у телеги, то это ерунда, а вот если побольше — может кончиться печально. Этому уделяется довольно много внимания, потому такое поведение — скорее нонсенс.
Более характерно, особенно при неисправной подвеске, изменение направления движения при наборе скорости или торможении. Думаю, те кто ездил на "классике" по "классике" (йэдэт — агонъ!), помнят, что это такое.
Есть целая серия книг по кинематике и эластичности подвесок от тов. Раймпеля: publ.lib.ru/ARCHIVES/R/RA…_Yornsen/_Raympel'_Y.html
mexalib.com/view/18902
"Фишка" в том, что автор рассматривает не только кинематику, но и влияние пластичности (упругой деформации) подвески.
Я не буду вдаваться в тонкости — их лучше почитать у автора, благо, написано и переведено очень хорошо, а я ограничусь "зоосадом".
Итак:
Независимые подвески — кинематика колес независимая, соотв. и независимые механизмы обеспечения устойчивости.
— На поперечных рычагах. Отличная боковая и курсовая устойчивость, кинематика аналогична передним.
Минусы — занимает ОЧЕНЬ МНОГО МЕСТА. Если спереди она размещается по бокам двигателя, то в багажнике гражданского автомобиля это НЕПРИЕМЛЕМО. Ну а если не надо ездить на дачу, то почему бы не использовать? Например, Mercedes McLaren SLR:
Из "фишек" — использование в качестве верхнего рычага полуосей на Ягуаре.
— стойки (типа МакФерсона) боковые нагрузки и вертикальную кинематику воспринимают стойки телескопическим механизмом амортизаторов. Соотв. амортизаторы должны быть ДЛИННЫМИ И КРЕПКИМИ чтобы было, чем воспринимать нагрузки. Кинематика — колесо ходит ровно по амортизатору. Продольные нагрузки и устойчивость обеспечивает поперечный, продольный, или косой рычаг.
— продольный или косой рычаг. Всё то же самое, только колесо жестко связано с рычагом, а не стойкой (амортизатором) и ВСЕ НАГРУЗКИ держит этот рычаг. Кинематика — да, колесо чутка ходит по образующей, бОльше крены колеса, зато нет нагрузки на амортизатор — он может быть коротким и хилым.
Промежуточное положение между продольным рычагом и балкой занимает Полузависимая задняя подвеска. или Торсионная балка. Совмещает в себе функции рычагов и стабилизатора поперечной устойчивости. Торсионных балок 2 типа — которые к кузову перекладиной
и которые перекладиной к колесам .
Полунезависимая — только первый вариант — по кинематике ближе к продольным рычагам.
Второй вариант уже ближе к мосту (зависимой подвеске).
Зависимые подвески — колеса связаны друг с другом. С одной стороны если одно колесо наезжает на кочку, то наклоняется и второе и теряет пятно контакта с дорогой, с другой стороны, на ровном асфальте при любом крене кузова и любом положении подвески, оба колеса стоят ровно и с полным пятном контакта, чего не наблюдается на независимых подвесках. Наверное, хорошо для "Наскара" :-). Ну и у внедорожников мост пользуется заслуженной популярностью. Потому что железный, крепкий и весь привод закрыт от внешних воздействий.
НО возникает ряд сложностей по обеспечению устойчивости моста относительно кузова. А связаны они с тем, что мост жесткий и обеспечение поперечной устойчивости превращается в нетривиальную задачу. Потому что большинство решений, применяемых в независимой подвеске, будет выламывать друг друга через жесткий мост.
Также есть такое понятие как "козление", характерное как раз для мостов.
Ну и так как зависимая задняя подвеска с т.з. кинематики — одна единственная (2 колеса жестко связаны осью), то посмотрим на механизмы обеспечения определенного положения этой оси относительно кузова:
1. Рессоры. Рессоры, как ни странно, не только упругий элемент, но и механизм обеспечения положения подвески. Как они это делают, думаю, понятно. Из плюсов — минимум занимаемого места в кузове (располагаются под кузовом), совмещение функций с упругим элементом, держат и взад-вперед и вправо-влево и воспринимают момент с колес, простота изготовления, замены и регулировки, … . Из минусов — СЛИШКОМ эластичная — читай, держит, но не особо жестко.
2. с направляющими рычагами. Пружина здесь — только упругий элемент. Больше ничего она держать не способна. Рычаги как видим, хорошо держат только взад-вперед, для того, чтобы держало вправо-влево, пару рычагов делают косыми и используют такой механизм, как тяга Панара (о ней позже). Для восприятия момента от колес, используют 2 пары рычагов: одни крепятся снизу моста, вторые — сверху. Когда подвеска работает "синхронно" — это приводит только к небольшому развороту моста относительно оси и изгибу карданного шарнира. Если подвеска работает с перекосом (одно колесо выше, другое — ниже) — это приводит к поперечному смещению моста, или деформации сайлентблоков и скручиванию моста при применении доп. механизмов поперечной устойчивости.
Есть некоторая сложность в понимании кинематики такого моста. Мы все помним, что плоскость можно провести через любые 3 точки, через любые 4 уже не получится. Т.е. кажется, что добавление четвертой точки крепления моста приведет к его скручиванию, выламыванию, … . Но тут не произвольные 4 точки, а 4 рычага, которые связывают 2 плоскости.
Если рычагов 2, то это задает только взаимное расположение 2 линий на этих плоскостях. Плоскости можно крутить вокруг этих линий, а также смещать в 2х направлениях в определенных пределах и "скручивать".
Добавление 3го рычага несколько уменьшит кол-во степеней свободы. Теперь смещение плоскостей связано с их поворотом отн. друг друга. Но смещать можно и скручивать можно.
Добавление четвертой связки еще ограничит степени свободы. Теперь почти все свободы связаны, и если одну плоскость закрепить, то точка на второй плоскости будет двигаться по определенной траектории (кривой линии). Т.е. остается 1 степень свободы.
На практике делается так, что при скручивании подвески, верхнее колесо смещается наружу, нижнее — внутрь. Делается это для экономии места в кузове т.к. иначе придётся делать более глубокие подкрылки.
3. Подвеска с А-образным рычагом. Грубо говоря, взяли предыдущий вариант и сделали два тяги совсем наклонными и соединили их в один А-образный рычаг. Надо сказать, что данный тип подвески не страдает недостатками предыдущего (так как имеет 3 точки крепления к мосту, а не 4), отлично держит мост во всех направлениях и допускает установку шарниров (подшипников) вместо сайлентблоков.
Такая подвеска обеспечивает отличные ходы, хорошо держит во всех направлениях, и любима жипперами.
4. Обратный с А-образный рычаг или Треугольный рычаг. А-образный рычаг, только задом-наперед, т.е. 1 точка крепления к кузову и 2 — к мосту. Отлично держит вперед-назад, ничего не скручивает, но занимает очень много места и необходим доп. механизм от поперечного смещения.
Механизмы поперечной устойчивости.
Какие механизмы применяются в этих целях? Самый простой — тяга Панара — просто поперечная тяга. Применяется только с (2) так как при работе подвески приводит к смещению моста вправо-влево. Соотв. рессоры будет "вышатывать". Самая простая и дешевая, но на мой взгляд — самая бестолковая.
механизм Скотта Рассела на мой неискушенный взгляд, пришитие к тяге Панара рукава — попытка за счет деформации сайлентблоков уменьшить поперечное смещение моста, вызванное кинематикой.
Елинственный отличный с кинематической точки зрения механизм — это механизм или параллелограмм Уатта Горизонтальные рычаги ОБЯЗАТЕЛЬНО должны идти под одним углом.
И подборка совмещений:
Тут подробнее рассказано: www.drive2.ru/b/806040/
Видео работы механизма Уатта:
Комментарии 20
Ещё у сааба была двойная тяга Панара, кажется, по кинематике близко к тягам Уатта.
К сож., не знаю, о чём речь.
Если 2 встречные тяги, то решение, скажем так, так себе.
Вот такая конфигурация там
То есть, качается маятник справа, а поперечгые ходы швеллера и трубы взаимно более-менее компенсируются.
Был такой аппарат у маман лет двадцать назад, пока не сгнил.
10 — тяга Панара, а 14 — непонятно что делает. Она крепится к рычагу 16, который с двумя осями.
Да, 14 ограничивает качание рычага 16, к которому закреплена трубчатая тяга 10. Получается всё вместе такой треугольник.
Оссспадя … это они так сделали "косынку" шоб кузов не выламывать :-).
У них "сапог" подвижный (16), а косынкой выступает (14) шоб он (16) не шаталсо.
Пригляделся, понял, что это не очень подвижно при таком креплении 16 :) извиняюсь, похоже ввёл себя и других в заблуждение! По простоте душевной думал раньше, что правый конец этой халабуды имеет вертикальный ход
Вишь, разобрались :-)
Отличная статья, теперь я понял чем балка от полузависимой подвески отличаются.
нет никаких таких полузависимых подвесок — это выдумка журналистов и прочих болтунов в тырнетах. Торсионная балка это независимая подвеска.
Вы не правы.
Смотря где эта балка находится — на оси колёс или на оси рычагов.
Если на оси рычагов, то да, по кинематике она ближе к независимой.
Если на оси колёс, то кинематика как у моста.
Зависимая — это когда смещение одного колеса вызывает наклон другого.
Независимая — ну … когда колёса независимы.
Но даже если торсионная балка находится на оси рычагов, то ее скручивание ведет к изменению.наклона противоположного колеса. Хоть и не в такой степени, как у моста.
Потому и назвали "полузависимая". Вроде как не мост, но и не независимая тоже. Надо-же было как-то обозначить.
Дело не в том, где она находится, а как она работает. Торсионная балка это независимая подвеска. Ибо торсион — это упругий элемент. Да, есть жесткие балки, например Ауди 80 В3 или Москвич 2141, там балка не работает как торсион и эти подвески зависимые
Она полюбому работает как торсион (скручивается и изгибается).
Разница в положении колёс при этом (кинематике подвески).
Если балка на оси колёс (М2141, В2), то и положение колёс не отличается от оного, если бы они стояли на неразрезном мосту.
Если торсион стоит возле точек крепления к кузову, а колёса на рычагах, то для позиционирования колёс обычно применяются еще рычаги (н-р, направляющие св-ва амортизаторов — стоек) и кинематика скорее ближе к независимой, т.е. положение одного колеса меньше зависит от положения второго, нежели они были бы на мосту.
Так что "полузависимая" вполне оправдано.
Кстати, если балка-торсион возле кузова, а направляющие — рычаги торсиона (а не дополнительные), то кинематика получается аж обратной зависимой подвеске.
Т.е. в зависимой подвеске при подъеме пр. колеса, левое наклоняется наружу (оба наклоняются влево), то при таком-же действии на балке-возле-кузова, оба колеса наклонятся вправо. мысленный эксперимент :-).
polyakoff69
Дело не в том, где она находится, а как она работает. Торсионная балка это независимая подвеска. Ибо торсион — это упругий элемент. Да, есть жесткие балки, например Ауди 80 В3 или Москвич 2141, там балка не работает как торсион и эти подвески зависимые
За Ауди 80 Б3 не скажу, но в М-2141балка работает, как торсион.
А рессоры + уатт плюсы есть? И не понятно оси вращения на уатте где вертолетик и тяги там подшипник нужен или сайлент блок?
Рессоры + мост + Уатт = ТЕМА! Уатт ликвидирует слабые места рессор как напрявляек. Остается кручение моста (не скручивание), но это — фигня. Я бы еще сверху моста треугольную тягу поставил (которая А-образный рычаг). Хотя зачем? Ну это если только кручение моста будет критически на что-то влиять.
По "Уатту": чем длиннее "вертолетик" — тем он "четче" и тем меньше углы работы.
НО тем бОльше места он занимает* и тем длиннее нужен "сапог" (делать длинный вертолет и наклонять — смысла никакого).
Также чем длиннее тяги — тем меньше углы.
Чем бОльше ход подвески — тем бОльше углы.
Если не делать совсем короткий и короткие тяги, то, думаю, сайлентов достаточно.
Ведь на рычагах подвески они работают? А там думаю, градусов +/-20 есть.
Если рычаг 50см, ход подвески +/-10см, то углы +/-11,5грд
Если сделать так, что между вертолетиком и тягами будет 90грд и тяги будут горизонтальны — это обеспечит минимальный угол.
Вердикт такой: если тяги и вертолетик не по 10 см и ходы подвески стандартные — будут и сайленты жить.
Кстати, возможно, туда полиуретановые будут хорошо.
Если ходы подвески большие, то надо подшипники.
А вот на центр вертолётика — или "короткий" сайлент (который не только крутиться, но и шататься может) или шаровый шарнир. Н-р, шаровую какую-нибудь т.е. вращение моста надо чтобы ничего не отломало.
Ходы задней подвески у москвича побольше чем 10см. Но я не планирую по 15 мешков бульбы возить) так 2-3 )))
Еще я планирую в качестве линков использовать рулевые тяги от опель аскона (просто они у меня есть) они в месте крепления рейки имеют изгиб мне он не помешает в работе конструкции
my-photo.ru/fp/b/2481/2481404FkST.jpg
Если изгиб будет слабым местом — думаю, это будет понятно довольно быстро.
"Вертолётик" должен быть крепким на излом.
Тяги 100% в тех местах крепкие а вот вертолетик надо грамотно продумать. Думаю в основу вертолета взять сайлент блок нижнего рычага а в качестве оси шпильку блока коленвала она из качественного металла просто так не погнется. И линки сделать регулируемыми чтобы можно было что то переиграть не переделывая все и вся
СБ есть которые только на вращение — длинные (как в ВАЗ), есть которые на изгиб (ПэЖэ например).
Я бы предложил какую-нибудь шаровую использовать. По-моему, самое то. Прочности хватит. Купить и менять просто.
Или посмотреть какой-нибудь ПУ сайлентблок пожестче и без обоймы, т.е. зажимного типа — который шайбами зажимается. Типа втулок от рессор, аммортизаторов или от подрамников.
Или подшипник + сайлент. Сайлент — гнуться, подшипник (роликовый или игольчатый) — крутиться.