Качающаяся ось — это простой тип независимой подвески , разработанный и запатентованный Эдмундом Рамплером в 1903 году для задней оси заднеприводных автомобилей. Это было революционное изобретение в автомобильной подвеске, позволяющее ведущим (приводным) колесам независимо следовать неровностям дорожного покрытия, что позволяет колесам автомобиля поддерживать лучший контакт с дорогой и удерживать ее; плюс уменьшенный неподрессоренный вес каждого колеса означает, что их движения оказывают меньшее влияние на автомобиль в целом. Первым автомобильным применением был Rumpler Tropfenwagen , другим ранним примером была Tatra 11 1923 года , за которой позже последовали Mercedes 130H/150H/170H , Standard Superior , дорестайлинговый Volkswagen Beetle и большинство его производных, Chevrolet Corvair и склонный к опрокидыванию джип M151 среди прочих.
Многие более поздние автомобильные задние качающиеся мосты имеют универсальные шарниры , соединяющие приводные валы с дифференциалом , который прикреплен к шасси . Качающиеся мосты не имеют универсальных шарниров на колесах — колеса всегда перпендикулярны приводным валам; поэтому конструкция не подходит для передних колес автомобиля, которым требуется рулевое управление. Тем не менее, упрощенный вариант, в котором дифференциал оставался закрепленным на одной из полуосей, предлагался опционально на передней оси Jeep Wagoneer 1963 года после его появления на рынке.
В подвесках качающейся оси часто использовались листовые рессоры и амортизаторы , хотя позднее в автомобилях Mercedes-Benz применялись винтовые пружины, а качающаяся ось VW Beetle имела торсионную подвеску.
Одной из проблем, присущих концепции качающейся оси, является то, что она почти неизбежно приводит к очень высокому центру крена, что вызывает вредные эффекты домкрата и изменение развала при поворотах и боковых поворотных силах. Ее простая геометрия в значительной степени ограничивает свободу проектирования.
Качающиеся оси также могут использоваться в качестве недорогого и прочного независимого решения подвески для неприводных передних или задних осей, ранним примером является Tatra 17 , у которой были качающиеся оси спереди и сзади. Он также использовался в ранних самолетах (1910 или ранее), таких как Sopwith и Fokker , обычно с резиновым амортизатором и без демпфирования.
Подвеска с качающейся осью имеет два преимущества по сравнению с типичной ведущей осью :
Несколько инженерных решений могут с разной степенью успеха ограничить проблемы с управлением качающейся осью:
Ральф Надер в своей книге 1965 года « Небезопасно на любой скорости» подробно описал аварии и судебные иски, связанные с недостатками в моделях 1960–1963 годов конструкции качающейся оси первого поколения Chevrolet Corvair . Надер идентифицировал инженера Chevrolet, который боролся с руководством после того, как руководство устранило передний стабилизатор поперечной устойчивости из соображений экономии. Модели 1964 года были оснащены передним стабилизатором поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования в дополнение к задней поперечной листовой рессоре, что улучшало устойчивость при экстренном маневрировании. Второе поколение Corvair (1965–1969) использовало настоящую независимую заднюю подвеску (IRS).
Конструкторы Hillman Imp извлекли уроки из проблем с Corvair, разбив [4] один на относительно низкой скорости, и спроектировали свой автомобиль с задним расположением двигателя и полупродольной подвеской сзади. Чтобы добиться правильного баланса управляемости, они фактически использовали геометрию качающейся оси спереди, при этом рулевые шарниры были установлены на внешних концах одинарных качающихся поперечных рычагов. Это вызывало слишком большую недостаточную поворачиваемость и неравномерный износ шин, и были внесены изменения для уменьшения положительного развала передних колес путем понижения точек поворота качающейся оси. [5] Для этого также были доступны комплекты для вторичного рынка, и недорогой альтернативой была вставка конической прокладки для изменения наклона держателя шкворня относительно поперечного рычага.
В конце 1960-х годов качающиеся оси были вытеснены трубчатыми осями de Dion , хотя ведущие оси оставались наиболее распространенными. Большинство задних подвесок были заменены более современными независимыми подвесками в последние годы, и оба типа — качающиеся и de Dion — сегодня практически не используются.
Исключением является чешский производитель грузовиков Tatra , который с 1923 года использует качающиеся оси на центральной «хребтовой» трубе (модель Tatra 11 ) вместо более распространенных сплошных осей. Эта система, как утверждается, обеспечивает большую жесткость и лучшую производительность на дорогах плохого качества и бездорожье. Там присущая пониженная устойчивость на дорогах компенсируется повышенной устойчивостью на неровной местности, что позволяет развивать более высокие скорости на бездорожье, при прочих равных условиях. Это особенно проявляется в длинных 6+ колесных транспортных средствах, где скручивание шасси на бездорожье может быть серьезной проблемой.
Другое применение концепции качающейся оси — передняя подвеска Ford «Twin I-Beam» для грузовиков. Эта система имеет сплошные оси и может передавать мощность в полноприводных версиях, где она называется «Twin Traction Beam». Это независимая система подвески, поскольку каждая шина поднимается и опускается, не влияя на положение другой. Хотя каждая шина по-прежнему движется по дуге, как в стандартной подвеске качающейся оси, нижние рычаги управления фактически удлиняются за счет прикрепления точки поворота оси к нижней части противоположной балки рамы (т. е. левый нижний рычаг управления поворачивается на правой балке рамы и наоборот). Заниженная точка поворота и большая длина рычага уменьшают изменение развала, и эффект гораздо менее опасен, чем у приводных качающихся осей для задних колес, перечисленных выше, где точка поворота находится примерно на той же боковой балке рамы. [6] Подвеска Twin I-Beam включает в себя дополнительную тягу радиусного рычага с каждой стороны для управления кастером. [7]
Хотя изменение развала колес при использовании подвески Twin I-Beam уменьшается, система подвески с А-образными рычагами ограничивает движение колеса по параллелограмму, что еще больше минимизирует изменение развала колес на протяжении всего хода подвески.
В гоночных автомобилях Lotus Eleven серии 1 1956 года использовалась передняя подвеска с качающейся осью, заимствованная у седана Ford E93. [8]
