Подвеска с двойными поперечными рычагами — это независимая конструкция подвески для автомобилей, использующая два (иногда параллельных) рычага в форме поперечных рычагов для установки колеса. Каждый поперечный рычаг или рычаг имеет две точки крепления к шасси и одно сочленение на поворотном кулаке. Амортизатор и спиральная пружина крепятся к поперечным рычагам для управления вертикальным движением. Конструкции с двойными поперечными рычагами позволяют инженеру тщательно контролировать движение колеса на протяжении всего хода подвески, контролируя такие параметры, как угол развала , угол кастера , рисунок схождения , высота центра крена , радиус трения , истирание ( механическое истирание ) и многое другое.
Подвеска с двойными поперечными рычагами также может называться « двойными А-образными рычагами », хотя сами рычаги могут быть А-образными или L-образными. Одинарный поперечный рычаг или А-образный рычаг также может использоваться в различных других типах подвески, таких как вариации стойки Макферсона . Верхний рычаг обычно короче, чтобы вызвать отрицательный развал , когда подвеска подпрыгивает (поднимается), и часто такую конструкцию называют подвеской «SLA» или «короткие, длинные рычаги». Когда автомобиль находится в повороте, крен кузова приводит к положительному усилению развала на легко нагруженном внутреннем колесе, в то время как тяжело нагруженное внешнее колесо получает отрицательный развал.
Между внешним концом рычагов находится кулак. Кулак содержит шкворень для горизонтального радиального перемещения в старых конструкциях и резиновые или цапфовые втулки для вертикального шарнирного перемещения. В новых конструкциях шаровой шарнир на каждом конце обеспечивает все перемещения. К кулаку в его центре прикреплена ступица подшипника или, во многих старых конструкциях, шпиндель, на котором установлены подшипники колес.
Для сопротивления продольно-поперечным нагрузкам, таким как ускорение и торможение , рычагам требуются две втулки или шаровые шарниры на корпусе.
На конце поворотного кулака обычно используются одинарные шаровые шарниры, в этом случае рулевые нагрузки должны восприниматься рулевым рычагом, а поперечные рычаги выглядят A- или L-образными. L-образный рычаг обычно предпочтительнее на легковых автомобилях, поскольку он позволяет лучше настроить компромисс между управляемостью и комфортом. Втулка на одной линии с колесом может быть относительно жесткой, чтобы эффективно справляться с нагрузками на поворотах, в то время как шарнир на другой линии может быть мягче, чтобы позволить колесу утапливаться под ударными нагрузками в направлении вперед-назад. Для задней подвески пара шарниров может использоваться на обоих концах рычага, делая их более H-образными в плане. В качестве альтернативы, карданный вал фиксированной длины может выполнять функцию поперечного рычага, пока форма другого поперечного рычага обеспечивает контроль вертикальной оси. Такая компоновка успешно использовалась в Jaguar IRS . В вертикальной проекции подвеска представляет собой 4-х стержневую связь, и легко вычислить усиление развала (см. угол развала ) и другие параметры для заданного набора положений втулок или шаровых шарниров. Различные втулки или шаровые шарниры не обязательно должны быть на горизонтальных осях, параллельных центральной линии транспортного средства. Если они установлены под углом, то можно настроить геометрию анти-нырка и анти-приседания.
Во многих гоночных автомобилях пружины и амортизаторы перемещены внутрь кузова. Подвеска использует коленчатый рычаг для передачи усилий на конце подвески со стороны поворотного кулака к внутренней пружине и амортизатору. Это тогда известно как «толкающая штанга», если перемещение по неровностям «толкает» на штангу (и впоследствии штанга должна быть присоединена к нижней части стойки и наклонена вверх). Когда колесо поднимается, толкающая штанга сжимает внутреннюю пружину с помощью шарнира или поворотной системы. Противоположное расположение, «тяговая штанга», будет тянуть штангу во время перемещения по неровностям, и штанга должна быть прикреплена к верхней части стойки, наклонена вниз. Расположение пружины и амортизатора внутри увеличивает общую массу подвески, но уменьшает неподрессоренную массу , а также позволяет конструктору сделать подвеску более аэродинамичной.
Короткая длинная подвеска ( SLA ) также известна как двухрычажная подвеска неравной длины. Верхний рычаг обычно представляет собой А-образный рычаг и короче нижнего рычага, который представляет собой А-образный рычаг или L-образный рычаг, а иногда и пару рычагов растяжения/сжатия. В последнем случае подвеску можно назвать многорычажной или подвеской с двумя шаровыми шарнирами .
Четырехзвенный механизм , образованный неравной длиной рычагов, вызывает изменение развала автомобиля при его качении, что помогает поддерживать пятно контакта с землей перпендикулярно, увеличивая максимальную способность автомобиля к повороту. Он также снижает износ внешнего края шины.
SLA можно классифицировать как короткошпиндельные, в которых верхний шаровой шарнир на шпинделе находится внутри колеса, или длинношпиндельные, в которых шпиндель обхватывает шину, а верхний шаровой шарнир располагается над шиной.
Короткие шпиндельные SLA, как правило, требуют более жестких втулок на корпусе, поскольку тормозные и поворотные силы выше. Кроме того, они, как правило, имеют худшую геометрию поворотного шкворня из-за сложности упаковки верхнего шарового шарнира и тормозов внутри колеса.
Длинные шпиндельные SLA, 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 последствия для стиля в дизайне листового металла над ним.
При настройке характеристик подруливания SLA требуется определенная осторожность , поскольку в результате можно легко получить чрезмерные или искривленные кривые подруливания.
Подвеска с двойным поперечным рычагом была представлена в 1930-х годах. Французский автопроизводитель Citroën начал использовать ее в своих моделях Rosalie и Traction Avant 1934 года. Компания Packard Motor Car Company из Детройта, штат Мичиган , использовала ее на Packard One-Twenty с 1935 года[1] и рекламировала ее как функцию безопасности. В то время стойка Макферсона все еще находилась в области авиационных технологий и была получена из механизмов посадки самолетов. Позже, в 1951 году, компания Ford решила использовать стойку Макферсона на небольших серийных автомобилях, английских Ford Consul и Ford Zephyr[2]. Таким образом, двухрычажная подвеска была применена на ранних этапах истории автомобилестроения, и нет никакой генетической связи между стойкой Макферсона и двухрычажной подвеской.
Традиционно считалось, что двухрычажная подвеска имеет превосходные динамические характеристики, а также грузоподъемность, и поэтому ее часто можно встретить на спортивных и гоночных автомобилях на протяжении всей истории автомобилестроения [ требуется ссылка ] . Примерами автомобилей с двухрычажной подвеской являются Aston Martin DB7 , Mazda MX-5 и Honda Accord с третьего по восьмое поколение . Подвеска с короткими длинными рычагами, тип двухрычажной подвески, очень распространена на передних подвесках для автомобилей среднего и большого размера, таких как Peugeot 407 , Citroën C5 и первые два поколения Mazda6 /Atenza .
Подвеска с двойным поперечным рычагом предоставляет инженеру больше вариантов дизайна, чем некоторые другие типы. Довольно легко вычислить эффект перемещения каждого сочленения, поэтому кинематика подвески может быть легко настроена, а движение колеса может быть оптимизировано. Также легко вычислить нагрузки, которым будут подвергаться различные детали, что позволяет проектировать более оптимизированные легкие детали. Они также обеспечивают увеличение отрицательного развала вплоть до полного хода толчка, в отличие от стойки Макферсона , которая обеспечивает отрицательный развал только в начале хода толчка, а затем возвращается к положительному развалу при больших толчках. [ необходима цитата ]
Подвески с двойными поперечными рычагами более сложны, накладывают более жесткие ограничения на упаковку и, таким образом, часто дороже, чем другие системы, такие как стойка Макферсона . Из-за увеличенного количества компонентов в установке подвески, она требует гораздо больше времени на обслуживание и тяжелее, чем эквивалентная конструкция Макферсона. С другой стороны, она предлагает меньший выбор конструкции, чем более дорогостоящая и сложная многорычажная система подвески. [ необходима цитата ]