Упругие элементы подвески: функционал и характеристики

Рессора/пакет рессор стали применяться изначально не просто так, поскольку, кроме собственно основных функций, именно рессорный тип элемента выполнял еще одну роль – направляющую, соответственно, от сопутствующих рычагов/тяг можно было отказаться. Понятно, что многорычажка с этой миссией справится намного точнее и удачнее, но по тем стародавним временам сие было и не нужно. А в случае пакета рессор подобный тип упругих элементов еще и неплохо гасит колебания (разумеется, до определенного предела) за счет трения между листами.

Так что, несмотря на завидное долголетие, рессоры до сих пор повсеместно применяются, особенно на коммерческой технике. Разумеется, можно вместо рессор поставить пневмобаллоны, добавить продвинутую многорычажку, но зачем?.. Не всегда подобное деяние имеет смысл, поскольку небольшие развозные грузовики не эксплуатируются на Нюрбургринге и не развивают космические скорости на дорогах. Потом, дешевизна и ремонтопригодность для бизнеса явления архиважные, поэтому в большинстве случаев в классе 1,5–3,0 тонны назад ставят именно рессоры – хватает и упругих, и направляющих качеств. С помощью пакета рессор можно легко повышать/понижать грузоподъемность без особых затрат, чем повсеместно и пользуются изготовители подобной техники.

Рессоры очень охотно применяют производители недорогого сегмента автомобилей повышенной проходимости, например, у современных пикапов в большинстве своем сзади стоят именно рессоры вкупе с неразрезным мостом – дешево и сердито. Конструкция практически неубиваемая, и лишнего ничего нет – оторвать и сломать на бездорожье абсолютно нечего, ну или это будет очень непросто.

Забавно, но столь древний тип упругого элемента применяется даже в автоспорте. Если, к примеру, поставить рессору не вдоль, а поперек, то она вполне способна решить вопрос в составе сложной и продвинутой независимой конструкции. Chevrolet Corvette, безусловно, можно отнести к самым современным суперкарам – все технические решения, применяемые на данном автомобиле, зачастую опережают время. Так вот, отличительной особенностью этой машины всегда была именно рессорная подвеска, правда, рессоры там из композитных материалов и стоят не вдоль, а поперек, и тем не менее. Corvette Stingrey, к примеру, держит большее боковое ускорение, нежели одноклассник Porsche Carrera S, и при этом Chevrolet существенно дешевле.

Очень интересным упругим элементом можно назвать торсион. Стальной стержень или прокат сложной формы, работающий на кручение, – это уже классика автомобилестроения. Торсионы применяются повсеместно: полунезависимая подвеска – отличительная особенность обычно недорогих и/или бюджетных автомобилей. При правильной настройке, кстати, дышащая в затылок многорычажным конструкциям, в качестве основного элемента использует торсионную балку, связывающую задние колеса. Стабилизатор поперечной устойчивости тоже работает на кручение, ну а об использовании торсионов в качестве непосредственно упругих элементов мы поговорим отдельно.

Торсион хорош всем, ну почти, его единственный, но существенный минус – дороговизна, вследствие очень высоких требований к качеству изготовления. А дальше сплошь плюсы: компактность – можно поставить где угодно, регулируемый преднатяг, позволяющий в определенных пределах регулировать клиренс, легкость замены в случае поломки (хотя поломки крайне редки), и вообще, если в подвеске используются торсионы, ремонт значительно упрощается. Ни продольные, ни поперечные силы на торсион не действуют – чистое кручение. Из-за расположения и конфигурации, а также повышенной прочности торсионы часто применяют в передней подвеске тяжелых рамных внедорожников и пикапов – неубиваемость многократно повышается. Все мы знаем конструкцию классического пикапа – впереди двухрычажка на торсионах, сзади – неразрезной мост на рессорах. Это вовсе не значит, что торсионы как-то особо заточены под бездорожье, вовсе нет, их характеристики прекрасно подходят для любых типов автомобилей. Например, концерн Honda всегда активно использовал данный тип подвески, особенно в те стародавние времена ярко выраженной спортивной составляющей.

Но самый распространенный вариант упругого элемента – это пружина. Именно пружинные подвески захватили большую часть рынка, причем вполне заслуженно. В производстве пружины обходятся сравнительно недорого, обеспечивается вполне приемлемая долговечность, пружины не нуждаются в техническом обслуживании, в отличие, к примеру, от пакетов рессор, которые время от времени все же необходимо смазывать. И что немаловажно – по нынешним временам им можно придавать прогрессивные характеристики или частично, а то и полностью нейтрализовать ненужные паразитные силы, возникающие в особых типах подвесок. Прогрессивные характеристики можно обеспечить разной толщиной прутка. Зачем? Повышение комфортности. Автомобиль не пересчитывает все стыки и ямки дороги, отрабатывая мелочь тонкими витками, зато, когда понадобится серьезное усилие на высокой скорости или на бездорожье, в ход вступают более толстые витки пружины. Дабы скорректировать прогрессивные характеристики, пружинам зачастую придается бочкообразная или коническая, а не цилиндрическая форма, применяются переменный шаг витков, двойные спирали… За все то время, что стандартная пружина провела на автомобиле, она неустанно дорабатывалась и совершенствовалась.

Иногда пружинам придается сложная форма для нейтрализации вредных нагрузок. Например, в некоторых моделях машин амортизаторы установлены не вертикально, а под углом, что создает дополнительную боковую нагрузку на амортизатор. Дабы тот раньше времени не вышел из строя, в пару ему ставят пружину С-образной формы, нейтрализующую вредные вектора сил. Компания Bilstein называет такой тип упругого элемента «банан».

Некоторые производители заявляют о сроке службы своих пружин в 200 000 км, однако всегда приходится оговариваться: в случае постоянной полной загрузки, плохих дорог, экстремально холодных температур состояние подвески в целом и в частности пружин необходимо контролировать. Поломка может привести к потере управляемости в самое неподходящее время. Очень опасным моментом для данного упругого элемента является банальная коррозия – она может существенно ослабить пружину и вполне способна спровоцировать поломку. Зная это, производители серьезно защищают свой продукт: цинковое фосфатирование, по сути гальваническая защита, дополнительная окраска специальными сверхпрочными красками, содержащими эпоксидную смолу. Однако от плохих дорог не защищает ничто – каждый пробой может сопровождаться сколами защитного покрытия, далее коррозия и см. выше.

В общем, как и любой компонент автомобиля, упругие элементы, вне зависимости от типа, тоже необходимо время от времени контролировать, дабы избежать ненужных неприятностей.