Жесткие пружины и мягкие амортизаторы что будет
Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?
Практически каждый автовладелец уверен в том, что мягкая подвеска дает комфорт, а жесткая делает машину спортивнее и позволяет лучше держаться за дорогу. Но как и во многих других случаях, упрощение лишь вводит в заблуждение.
Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда комфортнее. Работа подвесок машины вовсе не так проста, как кажется на первый взгляд. Они выполняют множество функций, которые не вполне очевидны. Я постараюсь кратко упомянуть об основных.
А вообще, о работе подвесок написано много книг, и большинство из них очень толстые. Я попробую лишь «по верхам» обозначить основные моменты, чтобы уложиться в формат познавательной статьи.
Почему без подвески не обойтись
Даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость. И чтобы все четыре колеса касались поверхности, они должны иметь возможность перемещения вверх и вниз. При этом крайне желательно, чтобы беговая поверхность колеса прилегала к покрытию всей своей шириной при любом положении подвески. Так что машины, у которых подвески жесткие и короткоходные, практически обречены на плохое сцепление колес с дорогой, ведь всегда одно из колес будет разгружено.
Почему подвеска должна иметь ход сжатия
Для контакта всех колес с дорогой вовсе не обязательно, чтобы подвеска могла сжиматься, достаточно того, что колеса смогут двигаться только вниз. Но при движении машины в поворотах возникают боковые силы, которые стремятся наклонить авто. Если при этом одна сторона машины сможет приподниматься, а другая не сможет опуститься, центр тяжести авто сильно сместится в сторону загруженного колеса, что в свою очередь вызовет много негативных последствий.
В первую очередь еще большую разгрузку внутреннего по отношению поворота колеса и увеличение момента крена из-за перемещения центра тяжести вверх относительно центра крена подвески (о нем ниже). И, разумеется, если у колес нет хода сжатия, то даже маленькая неровность под одним из колес должна вызывать перемещение кузова, перемещение всех остальных колес вниз со всеми связанными затратами энергии на подъем и снижением сцепления колес. Что, мягко говоря, не слишком комфортно. А еще разрушительно для кузова и деталей подвески. В общем, подвеска должна быть сбалансированной, иметь ход сжатия и ход отбоя для нормальной работы.
Почему машина кренится в поворотах
Раз уж мы определились с тем, что подвеска у машины должна быть и имеет возможность перемещения вверх-вниз, то чисто геометрически образуется некая точка, центр, вокруг которой поворачивается кузов машины при крене. Эта точка называется центром крена машины.
А сумма сил инерции, воздействующих на машину в повороте, как раз приложены к ее центру масс. Если бы он совпадал с центром крена, то в повороте никакого крена бы не было, но он обычно расположен гораздо выше, и в результате образуется кренящий машину момент. И чем выше расположен центр крена, чем ниже центр тяжести, тем он меньше. На специальных гоночных конструкциях вроде машин Формулы 1 центр тяжести помещают ниже центра крена, и тогда машина может крениться в противоположную сторону, как катер на воде.
Собственно, расположение центра крена зависит от конструкции подвески. И автомобильные инженеры неплохо научились его «поднимать» повыше, изменяя конструкцию рычагов, что в теории могло бы избавить от кренов не только низкие спортивные авто, но и достаточно высокие. Проблема в том, что подвеска, сконструированная для обеспечения «неестественно задранного» центра крена, успешно борется с наклонами кузова, но при этом плохо справляется с основной задачей — демпфированием неровностей.
Почему подвеска должна быть мягкой
Достаточно очевидно, что чем мягче подвеска, тем меньше изменение положения кузова при наезде на неровность и при крене меньше распределяется нагрузка между различными колесами. А значит, и сцепление колес с дорогой при этом не ухудшается и не расходуется энергия на перемещения центра масс машины вверх-вниз. Что же, мы нашли идеальную формулу? Но, к сожалению, не все так просто.
Во-первых у подвесок ограничены ходы сжатия, и они должны быть согласованы с изменением нагрузки на ось при загрузке машины пассажирами и багажом, и с нагрузкой, возникающей при прохождении поворотов и неровностей. Слишком мягкая подвеска при повороте сожмется так сильно, что колеса с другой стороны оторвутся от земли. Так что подвеска должна не допустить исчерпания хода сжатия с одной стороны и вывешивания колеса с другой.
Получается, что слишком мягкой подвеске быть тоже плохо… Оптимальным вариантом является сравнительно небольшой диапазон «мягкости», после чего подвески становятся жесткими, но настроить такую конструкцию тем сложнее, чем выше разница между жесткой и мягкой ее частью.
При любом перераспределении нагрузки между колесами происходит ухудшение общего сцепления колес с дорогой. Дело в том, что догрузка одних колес не компенсирует все потери при разгрузке других. А в случае вывешивания разгруженных колес увеличение сцепления на догруженной стороне не компенсирует и половины потерь.
Помимо общего ухудшения сцепления, это еще и приводит к ухудшению управляемости. Борются с этим неприятным фактором, изменяя наклон плоскости качения колеса относительно дороги — так называемый развал. В результате конструктивных мероприятий, направленных на программирование изменения развала при крене машины удается компенсировать изменение сцепления колес при поперечных нагрузках в разумном диапазоне и тем самым сделать управление машиной проще.
Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?
На управляемости машины крайне негативно сказываются любые изменения углов установки подвески при кренах машины и задержки в откликах на управляющие воздействия из-за смещения центра тяжести. А значит, приходится делать подвески жестче, чтобы в повороте крены уменьшались.
Крайним выходом является мощный стабилизатор поперечной устойчивости — торсион, который препятствует перемещению колеса одной оси относительно другого. Но это не самый лучший способ. Да, он улучшает ситуацию с изменением углов установки колес в повороте, но зато разгружает внутреннее, по отношению к повороту, колесо, и перегружает наружное. Немного лучше просто сделать подвеску жестче. Это больше сказывается на комфорте, но зато не так разгружает внутреннее колесо.
Немалое значение амортизаторов
Помимо упругих элементов, в подвеске машины присутствуют и газовые или жидкостные амортизаторы — элементы, ответственные за гашение колебаний подвески и вывода энергии, которую машина тратит на перемещения центра масс. С их помощью можно подправить все реакции подвески на сжатие и отбой, ведь амортизатор может обеспечить в динамике куда большую жесткость, чем пружина. При этом его жесткость, в отличие от пружин, будет очень разной в зависимости от хода подвески и скорости ее перемещения.
Разумеется, совсем мягкий амортизатор не сможет выполнять свою основную задачу — гашение колебаний, машина попросту будет раскачиваться после прохождения неровности. А установка очень жесткого будет создавать эффект, схожий с установкой очень жесткой пружины, которая не хочет сжиматься и тем самым увеличивает нагрузку на колесо и разгружает все остальные. Но тонкая настройка поможет уменьшить крены в поворотах и помочь пружинам, уменьшить клевки кузова при разгоне и торможении и при этом не мешать колесам проезжать мелкие неровности. И разумеется, не допускать «пробоя» подвесок при проезде жестких неровностей. В общем, воздействие на поведение машины они оказывают не меньшее, чем жесткость пружин.
Немного о комфорте и частотах колебаний
Понятно, что у машины без подвески комфорт был бы нулевой, ведь все мелкие неровности от дороги передавались бы прямо на ездоков. Бр-р. Но если подвеску сделать очень мягкой, то ситуация станет ненамного лучше — постоянная раскачка тоже крайне плохо сказывается на людях. Оказывается, человек плохо переносит колебания как с небольшой амплитудой и большой частотой от жесткой подвески, так и с большой амплитудой и с малой частотой от мягкой.
Для создания комфортных условий для пассажиров необходимо согласовать жесткость пружин, амортизаторов и покрышек так, чтобы на самых ходовых для этой машины покрытиях частоты колебаний пассажиров и уровень ускорений оставались в комфортных пределах.
Частота и амплитуда колебаний подвески важны еще и в другом аспекте — собственные частоты резонанса системы машина-подвеска-дорога не должны совпадать с возможными частотами управляющих воздействий и возмущений от дороги. Так что задача конструкторов заключается еще и в том, чтобы обойти опасные режимы как можно дальше, ведь в случае резонанса можно и машину перевернуть, и потерять управление, и просто поломать подвески.
Итак, какой должна быть подвеска?
Как это ни парадоксально, но чем мягче подвеска, тем лучше сцепление колес с дорогой. Но при этом она не должна допускать сильных кренов и изменения пятна контакта колес с дорогой. Чем хуже дороги, тем более мягкой должна быть подвеска для получения хорошего сцепления. Чем ниже коэффициент сцепления колес, тем мягче должна быть подвеска. Казалось бы, проблему может решить установка стабилизатора поперечной устойчивости, но нет, у него тоже есть свои негативные черты, он делает подвеску более «зависимой» и уменьшает ход подвески.
Так что настройка подвески остается делом для настоящих мастеров и всегда требует много времени на натурные испытания. Множество факторов затейливо переплетаются и, изменив один параметр, можно ухудшить и управляемость, и плавность хода. И не всегда жесткая подвеска делает машину быстрее, а мягкая — комфортнее. На управляемости сказывается и изменение жесткости передней и задней подвесок относительно друг друга и даже малейшее изменение характеристик жесткости амортизаторов. Надеюсь, эта статья поможет более тщательно относиться к выбору комплектующих для подвесок и предотвратит необдуманные эксперименты.
Поглотители ударов: Для битья
«Поставил спереди спортивных коней — совсем иначе машина бегать стала». Вы что-нибудь поняли? Между тем, фраза не лишена смысла: любитель быстрой езды сообщает своему собеседнику, что амортизаторы фирмы KONI заметно улучшили сцепление колес с дорогой и управляемость его автомобиля. Впрочем, разбираться в амортизаторах приходится не только шумахерам — эта деталь подвески машины первой страдает от качества российских дорог, и практически каждый отечественный автомобилист хоть раз сталкивался с необходимостью замены амортизаторов.
Правильная жесткость
Если коротко, то амортизатор — один из узлов, отвечающих за плавность хода и сцепление колес с дорогой. Наклонитесь и посмотрите на машину сбоку. Вероятно, вам удастся заметить пружины, расположенные за каждым из колес. Когда во время движения колесо попадает на неровность дорожного полотна — бугорок или впадинку, — такая пружина гасит толчок и не дает ему передаться на кузов автомобиля. Беда только в том, что пружина, оставленная на произвол судьбы, поглотив один толчок, будет еще долго раскачиваться, а вместе с ней будет качаться и крениться кузов машины. Амортизаторы нужны как раз для того, чтобы этого избежать. По-английски, кстати, они так и называются: «shock absorbers» — «поглотители ударов».
Сам по себе, амортизатор представляет собой насос, заполненный гидравлической жидкостью. Его напорный цилиндр крепится к нижнему концу пружины, а поршень — к верхнему. Растягиваясь или сжимаясь, пружина заставляет поршень проходить через жидкость. Сжать или растянуть жидкость невозможно.
Для того чтобы сделать движение возможным, в поршне есть маленькие отверстия — жиклеры. Через них гидравлическая жидкость проходит во внутреннюю полость амортизатора за поршнем. Но для того, чтобы буквально продавить масло через жиклеры, нужно достаточно большое усилие, и, делая это, пружина замедляет свой ход. Чем жестче амортизатор, тем меньше возможность хода у пружины. Пружина не может отталкивать колесо от машины или, наоборот, прижимать его сильнее, колесо постоянно прижимается к дороге с одинаковой силой, а это означает стабильное сцепление, хорошую управляемость и отсутствие кренов кузова на поворотах. Но расплачиваться приходится потерей комфорта: каждый камешек и каждая выбоина ощущаются пассажирами. Кстати, именно поэтому в спортивных машинах часто ставят специальные, очень мягкие кресла.
Дилемма проста — повышенный комфорт или улучшенная управляемость. Автопроизводители выходят из сложного положения с достаточным изяществом: амортизаторы снабжаются электромоторами, которые могут открывать или закрывать часть жиклеров по команде из салона машины. Чем меньше жиклеров открыто, тем сложнее сдвинуть поршень амортизатора и тем жестче становится подвеска. Впрочем, обычно вариантов бывает всего два — «спорт» и «комфорт».
К слову, далеко не всегда подобное решение бывает удачным. Например, на спорт-купе Mitsubishi Eclipse комфортный режим слишком мягок, и машина раскачивается, как корабль на неспокойном море, а спортивный, наоборот, делает ее настолько жесткой, что она вытряхивает из пассажиров душу. Но вернемся к строению амортизатора.
Две стихии — газ и масло
Конструктивно все амортизаторы можно разделить на два типа — однотрубные и двухтрубные. Иногда внутрь амортизатора кроме гидравлической жидкости закачивается газ — такие амортизаторы называются газогидравлическими. Кроме того, газ может быть под атмосферным давлением или сжатым. Подобное разнообразие типов часто вводит потребителя в заблуждение. Так, многие считают, что присутствие в амортизаторе газа — тем более, под давлением — делает его более жестким, как бы спортивным. Это не так. Газ нужен только для того, чтобы предотвратить вспенивание масла в тех случаях, когда амортизатор работает в особо напряженном режиме. Чистая физика: если машина быстро едет по плохой дороге и колеса сильно трясет, амортизатор гасит все толчки, поглощая избыточную энергию. Внутри амортизатора поршень проходит через масло, оно нагревается, то есть энергия выделяется в виде тепла, и масло рано или поздно начинает кипеть. При этом в масле образуются пузырьки, которые легко проходят через отверстия в поршне, — амортизатор полностью теряет упругость, машину начинает раскачивать. А газ, если он есть в амортизаторе, может немного сжиматься, уводя часть энергии от масла, и нагревание происходит медленнее. Впрочем, в среде профессионалов можно услышать мнение о том, что правильно сконструированный и установленный амортизатор не нагреет масло настолько, чтобы допустить его вспенивание, и поэтому в большинстве случаев газ — всего лишь своеобразный маркетинговый ход производителей. Дальше всего по пути подобного маркетинга ушли Boge и Sachs — впрочем, это один концерн. Они действительно выпускают жесткие газовые амортизаторы и мягкие гидравлические, подстраиваясь под заблуждения покупателей.
Какая подвеска лучше: мягкая или жесткая
Поговорим в этот раз о том, какая подвеска лучше: мягкая или жесткая. Разберем, в чем отличия. Расскажем, почему выбор подвески зависит от целей, которые вы преследуете при покупке автомобиля. Ибо жесткость не всегда идет в ногу с цепкостью, а мягкость – с комфортом.
Содержание
Суть подвески
Для начала разберем, какие функции должна выполнять любая подвеска:
Чтобы все 4 колеса уверенно стояли на дорожном покрытии, у них должна быть возможность двигаться вверх-вниз и прикасаться к дороге всей шириной. Сделать подвеску мягче или жестче помогает настройка пружин. Амортизаторы также играют немалую роль.
Амортизаторы
Эти элементы подвески отвечают за гашение колебаний. То есть, от их настройки зависит крен, а также перемещения кузова при движении по неровной дороге. Амортизатор может сделать подвеску жесткой, но гибкой. Не нужно настраивать его слишком мягко – автомобиль будет качаться, как маятник. Жестко – тоже не нужно: машина будет «собирать» мельчайшие шероховатости дорожного покрытия. Грамотные автослесари могут настроить амортизаторы так, что кренов будет меньше, «клевков» при разгоне и торможении – тоже. Притом подвеска не будет отзываться на спине водителя при малейшей ямке и не пробьется, если автолюбитель окажется в глубокой луже.
Далее поговорим о подвеске жесткой настройки, ее плюсах и минусах.
Жесткая подвеска
Когда подвеска настроена жестко, железный конь становится более безопасным и маневренным. Потому на спортивные автомобили ставят только жесткую подвеску. Плюсов у нее, как минимум, 6:
Но минусы у жесткой подвески есть. Связаны они со здоровьем водителя и стоимостью обслуживания.
Так, владелец автомобиля с жестко настроенной подвеской чувствует каждую яму, кочку, камень. Позвоночник перегружается, что уже через пару лет езды может заявить о себе – спина начнет болеть, может появиться искривление и пр..
Еще один существенный минус – за жесткой подвеской придется тщательно следить, т.к. изнашивается она быстро. Амортизаторы придется менять каждые 70 тысяч километров или даже чаще.
Эксперты уверены: жесткая подвеска – не лучший вариант, потому как одно колесо часто разгружено. Это значит, что при прохождении поворотов и совершении резких маневров вес автомобиля «перекатывается» на одну сторону. Так, колесо, оставшееся без «веса», легко отрывается от поверхности, отчего машина станет неуправляемой.
Как сделать подвеску жестче
Если часто ездите по ровным городским дорогам или трассам с множеством поворотов, хотите сделать машину более маневренной и управляемой – перенастройте подвеску. Сделайте ее жестче. Сразу оговоримся: не стоит делать это самостоятельно, если вы не профессиональный автослесарь. В сервисной станции сделать подвеску жестче могут двумя способами:
Далее поговорим о мягкой подвеске.
Мягкая подвеска
Очевидные плюсы автомобиля с мягкой подвеской – комфорт и четкое сцепление с дорогой (лучше, чем у жесткой подвески). Мягкая настройка подвески много лет была популярна в Штатах – 8 из 10 дорог там прямые. Четко обозначит плюсы можно так:
Минусов у мягкой подвески также немало. Они связаны с особенностями конструкции.
При повороте приходится снижать скорость, иначе крен становится слишком сильным, есть даже риск перевернуться.
Машина хуже управляется, чем с жесткой настройкой. Быстро ездить, разгоняться и тормозить на авто с мягко настроенной подвеской не получится – машина «клюет» при любом резком движении. «Полицейские развороты», дрифт, короткие заезды по прямой (драг-рейсинг) – даже не думайте об этом.
Пассажиров автомобиля с мягко настроенной подвеской часто укачивает.
Когда подвеска чересчур мягкая, она слишком сильно сжимается на повороте: колеса с другой стороны провисают в воздухе.
Если вес пассажиров и багажа на одной стороне больше, чем на других (с учетом багажника), машина на повороте накренится еще сильнее и станет практически неуправляемой, потеряет сцепление с дорогой. Опытные автовладельцы борются с этим, меняя развал колес.
Как сделать подвеску мягче
Если часто ездите по разбитым, грунтовым дорогам, ваш путь пролегает по прямой или спокойно водите автомобиль, предпочитая комфорт – выбирайте машину с мягкой подвеской. Еще один вариант – «смягчить» жесткую подвеску одним из следующих способов:
Запомните: для смягчения подвески также нужны грамотные настройщики. Разумный вариант – последняя ступень мягкости подвески, на грани с жесткой.
Мягкая и жёсткая подвеска: что лучше?
Содержание статьи
Какая лучше, жесткая подвеска или мягкая подвеска – споры на эту тему популярны среди автомобилистов. Подвеска является важным элементом автомобиля и выполняет ряд функций:
Для уверенного сцепления с дорогой все четыре колеса должны быть подвижны в верхнем и нижнем направлении и соприкасаться с дорожным покрытием всей шириной. Отрегулировать мягкость и жесткость поможет настройка пружин, а за гашение колебаний и постоянным контактом авто с дорогой, отвечают амортизаторы.
Амортизаторы напрямую влияют на мягкость. Грамотное регулирование позволят скорректировать крен и смещение кузова при езде по неровной дороге. Слишком мягкий амортизатор превратит автомобиль в качающийся маятник, а слишком жесткий чреват некомфортной ездой, водитель и пассажиры прочувствуют все неровности дороги. Неисправные амортизаторы влияют на скорость разгона и тормозной путь, маневренность, плавность передвижения. Менять амортизаторы следует каждый 70 тысяч км. пробега.
В чём разница между мягкой и жёсткой подвеской?
Жесткая подвеска позволяет водителю держать дорожную ситуацию под контролем и оперативно реагировать на изменение ситуации. Такой тип часто устанавливается в спортивные авто. Но тесное сцепление с дорогой скажется на комфорте – в салоне авто будет ощущаться каждая ямка и кочка.
Мягкая подвеска обеспечивает комфорт при езде по неровным дорогам, неровности сглаживаются, транспортное средство приобретает плавный ход. Но при выполнении резких движений, например, поворот или перестройка в другой ряд, авто начнет кренится и теряется безопасность.
Настройку доверьте специалистам автомастерских, любое изменение может негативно сказаться на производительности транспорта и комфортабельности пассажиров. Малейшее изменение настройки жесткости передней и задней автоподвески относительно друг друга сказывается на управлении.
Прежде, чем сменить заводскую регулировку и отдать предпочтение жесткой или мягкой посадке, рекомендовано ознакомиться со всеми плюсами и минусами, возникающими в эксплуатации.
Жёсткая подвеска: плюсы и минусы. Как сделать подвеску жёстче?
Подобный тюнинг посадки придает транспорту безопасность и маневренность. Другие плюсы:
При обилии плюсов, существуют важные минусы:
Эксперты приводят лишний довод не в пользу жесткости. При данных настройках часто разгружено одно их четырех колес. При вхождении в поворот и других резких маневрах, вес авто перенаправляется в одну из сторон и ненагруженное колесо отрывается от поверхности. Это приводит к потери управления над транспортом и провоцирует аварии.
Существует два способа настроить автоподвеску на жесткий уровень:
Мягкая подвеска: плюсы и минусы. Как сделать подвеску мягче?
Основные плюсы оговаривались выше, рассмотрим неочевидные:
Минусы связаны с конструкцией детали:
Существует несколько проверенных способов сделать автоподвеску мягче:
Доверьте ремонтные работы мастерам автосервисов и техцентров. Специалисты обладают достаточными знаниями и опытом для быстрой диагностики и проведения работ. Автосервисы оборудованы специальными станками, мастера применяют качественные инструменты и запчасти. Официальные дилерские автосервисы предоставят гарантию на выполненную работу и проконсультируют при возникновении любых вопросов.