Подвеска на двойных поперечных рычагах — это независимая конструкция подвески для автомобилей, в которой для фиксации колеса используются два (иногда параллельных) рычага в форме поперечных рычагов . Каждый поперечный рычаг или рычаг имеет две точки крепления к шасси и одно соединение на поворотном кулаке. Амортизатор и винтовая пружина крепятся к поперечным рычагам для контроля вертикального движения. Конструкция на двойных поперечных рычагах позволяет инженеру тщательно контролировать движение колеса на протяжении всего хода подвески, контролируя такие параметры, как угол развала , угол кастера , рисунок схождения , высоту центра крена , радиус стирания , истирание ( механическое истирание ) и многое другое.
Подвеску на двойных поперечных рычагах также можно назвать « двойными А-образными рычагами », хотя сами рычаги могут быть А-образными или L-образными. Одиночный поперечный рычаг или А-образный рычаг также можно использовать в различных других типах подвески, например, в вариантах стойки МакФерсон . Верхний рычаг обычно короче, чтобы вызвать отрицательный развал при подпрыгивании (подъёме) подвески, и часто такую конструкцию называют подвеской «SLA» или «короткие, длинные рычаги». Когда автомобиль находится в повороте, крен кузова приводит к положительному увеличению развала легко нагруженного внутреннего колеса, в то время как сильно нагруженное внешнее колесо получает отрицательный развал.
Между внешним концом рычагов находится сустав. Поворотный кулак содержит шкворень для горизонтального радиального перемещения в старых конструкциях и резиновые или цапфовые втулки для вертикального шарнирного перемещения. В новых конструкциях шаровые шарниры на каждом конце обеспечивают любое движение. К поворотному кулаку в его центре прикреплена ступица подшипника, а во многих старых конструкциях - шпиндель, на котором крепятся подшипники колес.
Чтобы противостоять продольным нагрузкам, таким как ускорение и торможение , рычагам необходимы две втулки или шаровые шарниры на корпусе.
На поворотном кулаке обычно используются одиночные шаровые опоры, и в этом случае рулевые нагрузки приходится воспринимать через рулевой рычаг, а поперечные рычаги имеют А- или L-образную форму. Рычаг L-образной формы обычно предпочтителен для легковых автомобилей, поскольку он обеспечивает лучший компромисс между управляемостью и комфортом. Втулка, расположенная на одной линии с колесом, может оставаться относительно жесткой, чтобы эффективно справляться с нагрузками на поворотах, в то время как автономное соединение может быть мягче, чтобы позволить колесу углубиться под ударными нагрузками вперед-назад. Для задней подвески можно использовать пару шарниров на обоих концах рычага, что придаст им более Н-образную форму в плане. Альтернативно, приводной вал фиксированной длины может выполнять функцию поперечного рычага, если форма другого поперечного рычага обеспечивает управление стойкой. Такая схема успешно использовалась в Jaguar IRS . На вертикальной проекции подвеска представляет собой 4-рычажную тягу, и легко определить коэффициент развала (см. угол развала ) и другие параметры для заданного набора втулок или мест расположения шаровых шарниров. Различные втулки или шаровые опоры не обязательно должны располагаться на горизонтальных осях, параллельно осевой линии автомобиля. Если они установлены под углом, то можно настроить геометрию, препятствующую нырянию и приседанию.
Во многих гоночных автомобилях пружины и амортизаторы перенесены внутрь кузова. В подвеске используется коленчатый рычаг для передачи усилий со стороны поворотного кулака подвески на внутреннюю пружину и демпфер. Тогда это называется «толкателем», если ход отбойника «толкает» на стержень (и впоследствии стержень необходимо присоединить к нижней части стойки и наклонить вверх). Когда колесо поднимается, толкатель сжимает внутреннюю пружину посредством шарнира или поворотной системы. Противоположное устройство, «тяга», будет тянуть стержень во время движения по неровностям, и стержень должен быть прикреплен к верхней части стойки под углом вниз. Расположение пружины и демпфера внутри увеличивает общую массу подвески, но уменьшает неподрессоренную массу , а также позволяет конструктору сделать подвеску более аэродинамичной.
Подвеска на коротких и длинных рычагах ( SLA ) также известна как подвеска на двойных поперечных рычагах неравной длины. Верхний рычаг обычно представляет собой А-образный рычаг и короче нижнего звена, которое представляет собой А-образный или L-образный рычаг, а иногда и пару рычагов растяжения/сжатия. В последнем случае подвеску можно назвать многорычажной, или двухшаровой подвеской .
Четырехрычажный рычажный механизм , образованный рычагами разной длины, вызывает изменение развала автомобиля при его качении, что помогает удерживать пятно контакта с землей прямо, увеличивая максимальную способность автомобиля проходить повороты. Это также снижает износ внешнего края шины.
SLA можно классифицировать как короткий шпиндель, в котором верхний шаровой шарнир шпинделя находится внутри колеса, или длинный шпиндель, в котором шпиндель охватывает шину, а верхний шаровой шарнир находится над шиной.
SLA с коротким шпинделем, как правило, требуют более жестких втулок на корпусе, поскольку тормозные силы и силы на поворотах выше. Кроме того, они, как правило, имеют плохую геометрию шкворня из-за сложности размещения верхнего шарового шарнира и тормозов внутри колеса.
SLA с длинным шпинделем, как правило, имеют лучшую геометрию шкворня, но близость шпинделя к шине ограничивает установку шин большего размера или цепей противоскольжения. Расположение верхнего шарового шарнира может иметь значение для дизайна листового металла над ним.
SLA требуют некоторой осторожности при настройке характеристики рулевого управления по отбойникам , так как легко получить чрезмерные или искривленные кривые рулевого управления по отбойникам.
Подвеска на двойных поперечных рычагах была представлена в 1930-х годах. Французский автопроизводитель Citroën начал использовать его в своих моделях Rosalie и Traction Avant 1934 года . Компания Packard Motor Car из Детройта, штат Мичиган , использовала его на Packard One-Twenty с 1935 года и рекламировала его как средство безопасности. В то время стойки МакФерсон еще находились в области авиационной техники и были заимствованы из авиационных посадочных механизмов. Позже, в 1951 году, компания Ford решила использовать стойки MacPherson на небольших серийных автомобилях — английском Ford Consul и Ford Zephyr.[2] Таким образом, двойные поперечные рычаги применялись на ранних этапах истории автомобилестроения, и между стойкой МакФерсон и подвеской на двойных поперечных рычагах не существует генетической связи.
Традиционно считается, что двойные поперечные рычаги обладают превосходными динамическими характеристиками, а также способностью справляться с нагрузкой, и поэтому на протяжении всей истории автомобилестроения они часто встречаются в спортивных и гоночных автомобилях . Примеры автомобилей с подвеской на двойных поперечных рычагах включают Aston Martin DB7 , Mazda MX-5 и Honda Accord с третьего по восьмое поколения . Подвеска с короткими и длинными рычагами, тип подвески на двойных поперечных рычагах, очень распространена в передних подвесках автомобилей среднего и большого размера, таких как Peugeot 407 , Citroën C5 и первые два поколения Mazda6/Atenza .
Подвеска на двойных поперечных рычагах предоставляет инженеру больше возможностей для выбора конструкции, чем некоторые другие типы. Проработать эффект перемещения каждого шарнира довольно легко, поэтому можно легко настроить кинематику подвески и оптимизировать движение колес. Также легко определить нагрузки, которым будут подвергаться различные детали, что позволяет проектировать более оптимизированные легкие детали. Они также обеспечивают увеличение отрицательного прироста развала на всем пути к полному отскоку, в отличие от стойки МакФерсон , которая обеспечивает отрицательный прирост развала только в начале отскока, а затем превращается в положительный прирост развала при больших значениях тряски. [ нужна цитата ]
Подвески на двойных поперечных рычагах более сложны, налагают более жесткие ограничения по компоновке и, следовательно, часто дороже, чем другие системы, такие как стойки МакФерсон . Из-за увеличенного количества компонентов в подвеске ее обслуживание занимает гораздо больше времени и тяжелее, чем аналогичная конструкция MacPherson. На другом конце шкалы она предлагает меньший выбор конструкции, чем более дорогая и сложная многорычажная система подвески. [ нужна цитата ]