Подвеска легковых автомобилей на продольных и поперечных рычагах

Рассмотренная выше подвеска с дополнительным направляющим элементом повышает безопасность движения, однако технически правильнее передавать вертикальные силы винтовыми пружинами, не обладающими собственным трением, а боковые силы — тягой Панара. Точка крепления этой тяги к кузову описывает дугу, т. е. при колебаниях подвески кузов испытывает некоторое боковое смещение ΔЬ, которое тем больше, чем короче тяга и чем больше ее наклон. Кроме того, надо учитывать наклон тяги Панара на повороте, который при крене в одну сторону приводит не только к смещению центра.

Если тяга Панара расположена позади оси, то при движении на повороте возникает пара сил, воспринимаемая продольными рычагами и вызывающая силы ±Fx Резиновые элементы в опорах эластично деформируются и ось может повернуться на угол 8, если продольные рычаги в плане взаимно параллельны. Возникающий при этом поворот под действием боковых сил в направлении недостаточной поворачиваемости может быть изменен косым расположением нижних рычагов. Если под действием сил ось слегка подается в сторону, то наружный продольный рычаг несколько отжимает ее назад, а внутренний — слегка подтягивает вперед. Замеры показывают, что за счет положения рычагов, показанного на 3.14, фирме «Опель» на автомобиле «Рекорд» удалось получить заднюю подвеску, способствующую нейтральной поворачиваемости под действием боковых сил.

Недостаточная поворачиваемость, обусловленная подвеской задней оси, может ослабить тенденцию к избыточной поворачиваемости, присущую заднеприводным легковым автомобилям. Соответственно восприятие боковых сил перед осью колес способствовало бы избыточной поворачиваемости, т. е. могло бы ослабить недостаточную поворачиваемость переднеприводного автомобиля. При этом может быть применена тяга Панара или механизм Уатта. Тяга Панара, расположенная по оси колес, вероятно, совсем не влияет на поворачиваемость. В принципе, тяга Панара должна быть как можно длиннее и при конструктивном положении автомобиля располагаться горизонтально.

Для передачи на кузов продольных сил, возникающих в точках контакта колес, с обеих сторон оси предусмотрено по паре рычагов. Как видно на 3.14 и 3.18, нижние рычаги в большинстве случаев выполняются таким образом, чтобы на них могли опираться пружины. Тормозные и тяговые моменты обусловливают силы сжатия и растяжения в рычагах. Как и при наклонных рессорах, на подвеске с парными рычагами можно получить поворот оси в плане при движении автомобиля на повороте за счет соответствующего взаимного положения рычагов и их различной длины. Возникающие при этом на стороне отбоя и стороне сжатия изменения расстояния между точками крепления С и Е, а также D и G должны компенсироваться опорами. За счет этого повышается жесткость подвески при разноименном ходе примерно на 5%. Дополнительно такое положение рычагов может определить положение центра продольного крена Оh, который уменьшает подъем задней части автомобиля при торможении и опускание при разгоне. На автомобиле «Опельрекорд» точка Oh расположена в 40 м перед осью; при полной нагрузке, это расстояние положительным образом уменьшается до 0,8 м.

Переднеприводная и полноприводная мод. 33 фирмы «Альфаромео», и мод. 99 и 900 фирмы «Сааб» имеют верхние продольные штанги, расположенные за осью, в то время как нижние находятся перед осью. Преимущество такой схемы — нагружение всех рычагов на растяжение при торможении и точное параллельное перемещение оси при крене кузова на повороте. Это подтверждается замерами на автомобиле. Если при малой нагрузке рычаги расположены примерно параллельно, то как на наружной стороне, совершающей ход сжатия S|, так и на внутренней стороне с ходом отбоя s2 происходит приблизительно одинаковый поворот балки, и заневоливание опорных элементов, показанное на 3.19, не происходит.

Недостатком этой схемы является смещение центра продольного крена при изменении нагрузки. Как можно видеть на 3.21, при нагрузке в два человека центр продольного крена 0,2 расположен перед осью колес, а при полной нагрузке — позади этой оси г Вследствие этого задняя часть кузова при торможении отжимается вверх, а не притягивается вниз.

По-другому происходит восприятие тормозных сил на автомобиле «Фордфиеста» выпуска 1976 г. Здесь имеются лишь две штанги, которые могут передавать только продольные силы. Передние опоры этих штанг имеют определенную упругую жесткость для изоляции кузова от жесткого качения радиальных шин. Тормозной момент воспринимают два расположенных позади оси колес амортизатора с утолщенным штоком и направленными вперед кронштейнами. Концы кронштейнов, выполненные в виде проушин, через резиновые втулки соединены с верхней стороной балки подвески. Если амортизаторы установлены с наклоном, то образуется центр продольного крена.

Две пары продольных рычагов, установленные по концам балки моста, воспринимают все моменты и обеспечивают то преимущество, что при торможении средняя часть балки не испытывает напряжений кручения, а также для повышения центра бокового крена, чтобы за счет этого уменьшить крен кузова на повороте.

Рис. 3.14. 5-рычажная подвеска ведущих колес автомобиля «Опель-рекорд E» имеет направленные косо вперед нижние рычаги, косую тягу Панара с правым креплением к балке и связанный с верхними рычагами стабилизатор



Рис. 3.18. Задняя подвеска мод. 99 и 900 фирмы «Сааб». Расположенная над осью тяга Панара не влияет на поворачиваемость автомобиля и, кроме того, обеспечивает высокий центр крена (что благоприятно для переднеприводного автомобиля). Продольные силы и тормозные моменты воспринимаются парами рычагов, расположенными с каждой стороны по схеме механизма Уатта. Пружины и амортизаторы опираются на нижние рычаги, к которым в модификации «Турбо» крепится стабилизатор.



Рис. 3.19. Если при движении на повороте кузов на наружной стороне перемещается на величину хода сжатия s1, а на внутренней — на величину хода отбоя s2, балка подвески теоретически должна была бы скручиваться. На самом же деле эти изменения положения воспринимаются резиновыми опорами в проушинах рычагов. Тем не менее происходит подтягивание оси вперед на наружной стороне, т. е. эта подвеска способствует недостаточной поворачиваемости под действием крен




Рис. 3.21. При наличии механизма Уатта верхние продольные рычаги размещены сзади, за счет чего центр продольного крена Oh, при нагруженном автомобиле оказывается расположенным позади оси колес, что приводит к отжатию вверх задней части кузова в начале торможения: сплошные линии — нагрузка в два человека; штриховые — полная нагрузка