Теория тюнинга подвески

Модернизировав силовой агрегат и научив автомобиль тормозить, вы стали замечать, что проходить скоростные повороты на автомобиле страшно — кузов заметно кренится. Да и при резком старте «морда» задирается вверх, а торможение, наоборот -сильно «клюет». В итоге возникла необходимость модификации подвески. Автомобильные подвески — можно ли их улучшить? Над этим вопросом ломают голову многие тюнинговые инженеры.

Применяемые в тюнинге автомобилей подвески условно можно разделить на механические и с рабочей средой. Последние — это гидравлические и пневматические. Гидравлические и пневматические подвески — это тема для отдельного разговора. Ибо гидроподвеска именует целую культуру тюнинга автомобилей — лоурайдер.

Опирается автомобиль на подвеску. Она — промежуточное звено между кузовом и дорогой. Поэтому подвеска автомобиля должна быть комфортабельной, долговечной, прочной, легкой, безопасной, шумоизолированной, информативной, обеспечивать кинематику перемещения колеса и обеспечивать передачу горизонтальных (разгон-торможение) и вертикальных нагрузок.

Состоит подвеска из трех основных элементов: упругого, гасящего и направляющего. В тюнинге применяется много позиций для модернизации подвески. В основном все сводятся к изменению упругого и гасящего элементов (занижение и повышение жесткости), а не к изменению кинематики направляющего элемента.

При занижении уменьшается центр тяжести — улучшается управляемость, устойчивость, а уменьшенный клиренс — увеличивает максимальную скорость (из-за уменьшения лобовой площади). Второе — делает ее жестче. При этом к вышеперечисленным характеристикам добавляется существенное уменьшение кренов, а значит, выше скорость прохождения поворотов и критические скорости «маневрирования». Хотя придется забыть о поездках на природу — спортивный автомобиль получается, а не внедорожник. Хотя тюнинг подвески для внедорожной езды сводится к лифтингу — увеличению клиренса.

Упругое устройство в подвеске — это рессора, торсион или пружина. Рессоры и торсионы в тюнинге легковых автомобилей не используются по причине конструкторского отсутствия на современном легковом автомобиле. Они нашли применение в тюнинге внедорожников, где серийные заменяют на усиленные и более жесткие.

При модернизации пружин подвесок существует некая градация модификации. Рассмотрим способы тюнинга пружин.

Первый способ — серийные пружины и модификация серийных. Самый простой способ модификации подвески — серийные стандартные пружины сочетаются с новыми амортизаторами. Если только новых амортизатров может показаться мало, прибегают к модификации серийных пружин.

Оное предполагает ее укорачивание, путем подрезки на виток. При легком тюнинге подвески возможен вариант модернизации — укороченная пружина и серийный амортизатор. При таком варианте дорожный просвет уменьшается, что плохо для наших дорог, но при этом центр тяжести снижается, что положительно. Часто устанавливают ограничители отбоя пружины, которые представляют собой трос, закрепленный к кузову и подвеске, чтобы при возможном отрыве колеса от земли сильно укороченная пружина не выпала из подвески. Обязательно устанавливают отбойники на сжатие. Такие «издевательства» над подвеской малобюджетны, от того и популярны. Применяются во время ремонта подвески или замены амортизаторов, которую рекомендуется делать чаще, нежели вытечет вся жидкость из изношенного амортизатора. Очевидное занижение подвески на полвитка-виток (15-30 мм) может оказаться губительным для амортизатора, т.к. сокращается ход штока при сжатии, а отбоя возрастает: шток находится в нерабочей зоне. Кроме этого при занижении подвески колеса начинают цеплять за арки крыла. И тем больше, чем ниже сидит автомобиль. Правда, нет худа без добра — модернизируем внешний вид: делаем широкие арки колес.

Второй способ — установка других пружин. Тут возможны варианты — либо тюнинговые жесткие укороченные, либо мягкие высокие, увеличивающие дорожный просвет, либо жесткие высокие, предназначенные для перевозки грузов. Но нас интересуют пружины специальные, заниженные.

Так, для скоростного тюнинга специально навитые пружины имеют иную толщину прутка, форму навивки (цилиндрические или конические, бочкообразные) имеют переменный шаг витка или пременное сечение прутка, а значит имеют другую характеристику работы, как правило, нелинейную с большей жесткостью. Так, пружины представляют «поле непаханное» при настройке подвески. Недаром раллийная команда Форд к гравийным этапам запасается шестью разными комплектами пружин. Специальные тюнинговые пружины, как правило, жестче на 20% и ниже, в первом случае на 15-20 мм, во втором, более экстремальном, на 40-60 мм. В тюнинге есть понятие спортивная подвеска, что означает сочетание новых заниженных пружин и уже подобранных амортизаторов. Амортизаторы могут иметь регулируемую жесткость. Но об этом ниже.
Винтовые подвески. Состоят из одной или двух пружин и резьбы с гайкой на корпусе амортизатора для регулировки поджатия значит и длины) пружины. Это подвески с регулировкой длины пружины в пределах 60-90 мм. Это означает, что дорожный просвет может изменяться от гоночных 70 мм до внедорожных 160 мм.

Двойной упругий элемент состоит из основной пружины и подпружинника, последний имеет цилиндричный или прямоугольный пруток. Подпружинник необходим для дополнения короткоходной основной пружины, которая при вывешивании колеса полностью разжимается. Подпружинник и пружина имеют разную жесткость. Это свойство делает стойку прогрессивной и хорошо работает на разных типах дорог. Сильное занижение меняет кинематику колеса.

При сильном занижении подвески на поперечных рычагах колеса уходят из отпимального положения и становятся «домиком». При завышении — становятся подобны «горбатому» Запорожцу. Регулировка схода-развала обязательна после каждого занижения-завышения. Хотя за 2-3 часа можно создать два различных варианта ходовой части много промежуточных) для гоночного кольца или для проселка.

Гасящее устройство современных подвесок — это телескопический амортизатор, масляный или газовый. Газовые более надежные, и, как правило, более жесткие и энергоемкие. Амортизаторы для тюнинга бывают однотрубные и двухтрубные. Существуют амортизаторы перевернутого типа них шток неподвижен) — они считаются самыми современными.

При этом конструкция газовых амортизаторов перевернутого типа обеспечивает более стабильную характеристику работы. Существуют амортизаторы и с дополнительной компенсационной камерой. Они самые энергоемкие, ибо в камеру перетекает «лишняя» рабочая среда (газ, масло).

Качество изготовления известных производителей гарантирует ресурс. Амортизаторы для тюнингового автомобиля необходимо подбирать индивидуально. При легкой доводке подвески ограничиваются установкой лишь газовых жестких амортизатров. Большое количество серийно выпускаемых деталей, индивидуальные проекты требуют тщательного подбора компонентов.

Существует опция регулировки жесткости. Жесткость можно регулировать в пошаговом режиме. Самые простые и дешевые обеспечивают 3-5 регулировок. Самые серьезные — 15. Причем некоторые подвески позволяют с места водителя регулировать жесткость. Регулировка жесткости большинства амортизаторов маленьким колесиком на штоке.

В других конструкциях существует регулировка углом поворота штока или винтом на корпусе амортизатора. Для регулировки жесткости «перевернутых» амортизаторов приходится лезть под автомобиль.
В некоторых случаях применяют два амортизатора на колесо при зависимой подвеске и независимой рычажной. Пришло это из ралли. Во времена СССР с успехом подготовили не один ВАЗ и Москвич.

Стабилизаторы необходимы в автомобиле для взаимосвязи колес правого и левого борта. Для тюнингового автомобиля применяют стабилизаторы большего диаметра (как правило, на 2-3 мм., что вполне достаточно) и, соответственно, более жесткого, который препятствует большим кренам кузова в повороте.

Если на автомобиле он не предусмотрен, как в случае с задней подвеской, необходимо приобрести кит и установить его. Стабилизаторы бывают регулируемые. Конструкция некоторых подвесок позволяет вместить еще один стабилизатор. Возможны два варианта установки — вблизи штатного или два вместе. При этом стабилизаторы должны иметь разную характеристику — для обеспечения прогрессивной работы. Настройка стабилизатора очень интересное занятие, ибо повышенная угловая жесткость улучшает устойчивость в повороте (противодействует крену кузова) и способствует быстрой стабилизации после прохождения поворотов и препятствует раскачиванию кузова.

Направляющий — обеспечивает кинематику перемещения колеса. Направляющее устройство может быть одно-, двух- и многорычажным и свечным (стойки подвески типа Мак Ферсон). Рычаги в подвеске бывают продольные, поперечные, диагональные и смешанные (продольно -поперечные рычаги).

Причем, многие современные автомобили имеют независимую пружинную подвеску, которая имеет хорошую кинематику, простоту конструкции и обслуживания, малую массу неподрессоренных частей. Хотя зависимая проще, дешевле, имеет постоянную колею. Но у независимых больше преимуществ, поэтому самые распространенные на сегодня — это стойки McPhersona., т. к. их преимущества позволили устанавливать на многие популярные в тюнинге автомобили. Хотя в чистом спорте применяют двухрычажные подвески с А-образными рычагами.

При легком и среднем тюнинге редко меняют направляющие и их соединения с кузовом, но при серьезном тюнинге замене подлежат тяги-рычаги, шаровые опоры, верхние опоры и сайлентблоки. Рычаги — тяги в подвеске заменяют только для серьезного спорта. Изготавливают новые детали подвески с измененной геометрией и с изменяемой геометрией.

Так, популярны регулируемые рычаги, которые прочнее серийных (мощные и жесткие из стали или дюралевых трубок (уменьшение неподрессоренных масс) и есть возможность изменять углы установки колес. В некоторых автомобилях по типу ралли усиливают стандартные конструкции, доваривая полосы металла. Также для экстремальных условий эксплуатации применяют усиление кузова в местах крепления подвески.
Многие экстремалы устанавливают вместо резиновых сайлент-блоков металлические соединения ШС. При этом машина чувствуется хорошо (четче и строже), но любая ямка сотрясает кузов: плавность хода отсутствует, растет шумность. Для городской долговременной езды такая машина не подходит, ибо похожа на телегу без подвески, да и загерметизировать ШС сложно — долговечность проблематична- чуть ли не каждые 200 км обслуживание (как подвеска автомобилей Волга). Если ШС не имеют люфтов и не деформируются, а резиновые слишком «мягкие» и машина едет «не туда», — то средним вариантом будет полиуретан, эдакий резино- пластик. Этот материал на порядок жестче резины, способен гасить удары и вибрацию. Выпускаются комплекты полиуретановых втулок стабилизатора и сайлентблоки на популярные в тюнинге машины. Также полиуретановые крепления применяют для подвески силового агрегата, чтобы смещение оного не вызывало неудобств (выпадание передачи), правда, сопровождается это повышенной вибрацией.

Для любителей активной «рулежки» ШС применяются в верхних опорах подвески, практически без ущерба ресурсу детали. Они бывают открытые и закрытые (герметизированные). Различают опоры регулируемые (можно регулировать поперечный или продольный наклон стойки) и нерегулируемые. Последние, в свою очередь, бывают со смещенным центром и простые без смещения (копирующие расположение центра на серии).

Присмотритесь к Мерседесам и БМВ, с их «выкладывающимися» передними колесами, и как они влияют на поведение автомобиля.

Особое внимание уделяют углам установки колес, что влияют на устойчивость и управляемость. В тюнинге изменяют продольный (кастор) и поперечный наклон как передних, так и задних колес, что можно сделать, отрегулировав нижний рычаг изменяемой геометрией) или сместив центр вращения верхней опоры.

Для некоторых автомобилей еще и изменяют углы схода-развала передних и задних колес. Углы установки передних колес изменяют для компенсации изменившихся углов наклона стойки. Для спорта задние колеса ставят «домиком», угол 6-7. Для чего или переделывают рычаги подвески, или ставят косые проставки между креплением ступицы и балкой подвески. Правда, протектор перегружен и шины выдерживают буквально одну гонку.
Для увеличения колеи применяют проставки, т.н. уширители колесных ступиц, что положительно влияет на устойчивость. Они увеличивают вылет колеса, правда, можно это сделать и за счет колесного диска, но в определенных пределах. Колея при установке проставок увеличивается в среднем на 10-30 мм., но есть и экстремальные варианты — до 60 мм! При установке проставок — уширителей и (или) новых дисков необходимо изготавливать новые удлиненные болты и усиленные шпильки колес. Хотя шпильки считаются более приемлемыми для мощных автомобилей. Кроме того, изготавливают новый комплект дюралевых колесных гаек, которые легче серийных на целый килограмм / комплект.
Отдельно существует тюнинг подвески, основанный на полной переустановке подвески. Так, можно на классику Жигулей установить заднюю подвеску от BMW ЕЗО и переднюю от Mazda 323.
Как известно, за все хорошее надо платить. За «комфорт» передвижения на доведенной подвеске — от 100 у.е. за комплект пружин и более 2000 у.е. за комплект винтовых стоек с «активными» амортизаторами.
Рынок подвесок в таком понимании — емкостный, недаром только в Германии, где, как говорят, тюнинговых автомобилей больше, чем такси, более 15 фирм-производителей рассчитывают на ваши деньги. А еще индустрия тюнинга подвесок не слабо развита в Японии и США. В итоге мы можем выбирать много вариантов настройки подвески. Самый простой вариант модернизации подвески — тюнинговый амортизатор и серийная или подрезанная пружина. Более сложный вариант тюнинговый амортизатор и (пружина (спортивная подвеска). Дорогой вариант — тюнинговый амортизатор, тюнинговая пружина и нарезка на корпусе амортизатора для возможной регулировки поджатия пружины, установка полиуретановых сайлентблоков.

От подвески зависит многое, особенно устойчивость и управляемость. Задача подвески — обеспечить наилучший контакт шины с дорожным покрытием. Кроме сохранения контакта с дорогой, большую роль играет и форма пятна контакта.

Из этого следует, что наибольшего эффекта по управляемости, устойчивости и торможении можно получить, лишь согласовав подвеску с характеристиками шины (вот почему так популярны низкопрофильные покрышки, обладающие малым уводом). Поэтому выбор необходимых скоростных покрышек — большой труд, ибо если серийная покрышка не держит дорогу, то никакая тюнинговая подвеска не сможет удержать автомобиль.

Кроме подвески и шин на устойчивость и управляемость влияет жесткость кузова. Ибо мягкий кузов способен убить любую управляемость, когда под действием внешних сил кузов начинает искривляться.


Автор: Сергей Тараканов
Дата публикации: 10.10.2007