Что такое подвеска и зачем она нужна?
Подвеска — это сложное многокомпонентное устройство, которое имеет две основных функции:
- Поддержание кузова автомобиля над дорогой и поддержание определенного дорожного просвета (клиренса).
- Минимализация вибраций и толчков, которые возникают при движении колес по дороге и обеспечение комфорта для пассажиров в салоне.
Говоря «подвеска», мы подразумеваем связь колес автомобиля и его кузова. Ведь колеса фиксированы не жестко, оттого и название такое — «подвеска». Попробуйте воспользоваться домкратом (его найдете в багажнике) и приподнять кузов автомобиля — колесо на поднятой стороне не поднимется вслед за кузовом и будет свисать вниз на рычагах. Возможность колес смещаться относительно друг друга, а также возможность кузова смещаться относительно колес — вот основные условия, необходимые для выполнения подвеской своих функций. Почему? Все очень просто! Если бы колеса были жестко фиксированы к кузову и не имели никакой степени свободы, то при движении по дороге (которая далеко не всегда идеально ровная) кузов просто-напросто повторял все движения колес — поднимался вместе с колесом при наезде на ухаб, и наоборот — проваливался при наезде колеса на яму. Сомневаетесь, было бы это достаточно комфортно? Правильно — приятного в такой поездке мало.
Зависимая и независимая подвески
Передние и задние колеса автомобиля могут быть попарно связаны одной поперечной балкой, такая схема подвески называется зависимой. В этом случае связанные одной балкой колеса обречены двигаться синхронно, балка играет роль синхронизирующего элемента. Поэтому если одно из пары колес попало в яму, то за счет тяги сместившейся жесткой балки и второе колесо вместе с кузовом отклонится от вертикали на тот же угол. Такая конструкция чаще применяется для подвески задних колес, однако сегодня это решение выглядит архаично и является признаком недорогого бюджетного автомобиля. Например, Опеля («Астра»).
Эта конструкция весьма надежна и проста в обслуживании, поэтому была довольно популярной на внедорожниках. Зато при движении по обычным дорогам (что вотчиной оффроудеров не является) выявился еще один недостаток зависимой подвески — отклонение автомобиля от траектории на высоких скоростях.
В независимой подвеске никакой жесткой балки нет, правое и левое колеса не связаны между собой и поэтому двигаются абсолютно самостоятельно. Обратите внимание, что под движением здесь понимается не качение по дороге, а колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях при движении автомобиля по неровностям дорожного полотна. Независимая подвеска позволяет сохранить горизонтальным положение кузова, даже если одно из колес попало в выбоину или наехало на неровность.
С точки зрения комфорта независимая подвеска выгоднее, ведь с ней крен кузова гораздо меньше, и, значит, автомобиль более удобен для пассажиров. В отличие от зависимой, независимая подвеска сегодня — это стандарт подвески передних колес автомобиля.
Элементы подвески
Выделяют упругий элемент подвески (пружина), гасящий элемент (амортизатор) и стабилизатор поперечной устойчивости.
Упругий элемент уменьшает колебания кузова, возникающие из-за колебания колес.
Функция стабилизатора поперечной устойчивости понятна уже из названия — он уменьшает поперечные колебания кузова, при его наклоне удерживает колеса на дороге и не дает им оторваться от полотна. Особенно нужен стабилизатор во время крутых скоростных поворотов, когда центробежные силы пытаются наклонить кузов и есть риск опрокидывания.
Амортизатор сдерживает колебания кузова, уменьшая их амплитуду. Конструктивно он представляет собой поршень и работает по принципу сжатия. В зависимости от сжимаемой субстанции (это может быть либо газ, либо жидкость) амортизаторы могут быть газовыми или гидравлическими.
В чем вся соль «гидравлики»?
Вот мы и подошли к тому, чем все-таки отличаются обычная и гидравлическая подвески. Амортизатор — основная функциональная единица подвески, которая непосредственно и отвечает за гашение колебаний колеса и препятствие их передачи на кузов автомобиля.
В гидроподвеске вместо амортизаторов используются особые конической формы трубы (еще их называют «були»), заполненные специальным маслом (LHM). На верхнем конце каждой такой трубы находятся гидроаккумуляторы, выполненные в виде сфер. Всего их четыре — на конце каждой трубки. Устроены они предельно просто: полость внутри сферы разделена на две части, в одной из которых — масло (из-за зеленого цвета его часто называют «зеленкой»), а в другой — газ (азот). Между ними находится мягкая эластичная мембрана.
Как же все это работает?
В данной системе жидкость играет роль силового элемента, передающего давление от колес (аналогично амортизатору, трубки закреплены одним концом на оси колеса) на кузов. А газ является амортизирующим эластичным элементом, который смягчает колебания и раскачку кузова. Когда колесо наезжает на выбоину, его колебания опосредовано через масло в трубке воздействуют на эластичную мембрану и далее на азот, заставляя его сжиматься. Гидропневматические амортизаторы работают гораздо мягче обычных, поэтому автомобиль движется очень плавно и пассажиры не ощущают толчков и колебаний кузова.
В систему гидроподвески входит и резервуар с маслом LHM. По необходимости гидронасос закачивает жидкость в систему труб, повышая таким образом давление в системе, за счет чего достигается увеличение дорожного просвета — еще одна «фишка» гидроподвески. Согласитесь, это очень удобно — хочется ведь иногда и на бордюр взобраться, и просто почувствовать себя «джипером», сидя в обычном седане.
Таким образом, гидроподвеска имеет следующие преимущества перед обычной:
- Лучшая плавность хода и, соответственно, более высокий уровень комфорта.
- Возможность регуляции дорожного просвета прямо из салона автомобиля.
- Современная разработка Citroen — система Hydractive III — способна самостоятельно адаптировать дорожный просвет к манере вождения водителя, скорости движения и качества дорожного полотна.
Но есть и определенные недостатки:
- Масло LHM используется одновременно с гидравликой в рулевом управлении и тормозной системе. Поэтому в случае разгерметизации системы (вытекания масла) проблемы возникнут и с вышеперечисленными системами.
- Невысокая потенциальная надежность.
- Высокая стоимость отдельных компонентов.
Пока, надо признать, гидравлика не пользуется особой популярностью у наших покупателей. Возможно, немалую роль в этом играет хроническое недоверие белорусских потребителей к «Ситроенам», которые считаются ненадежными и дорогими в эксплуатации. Да и сама гидравлическая подвеска, которая является сложной системой и щедро напичкана современной электроникой, требует качественного сервиса, который многим недоступен.