Введение

Тип конструкции автомобильной подвески

Подвеска Чапмана – это конструкция независимой задней подвески, применяемая в легких автомобилях, особенно спортивных и гоночных. Она получила свое название в честь и наиболее известна благодаря использованию Колина Чепмена из Lotus. Характерной особенностью подвески Чапмана является длинная вертикальная стойка, объединяющая в себе пружину и амортизатор, при этом карданный вал сам по себе формирует нижний рычаг подвески.

Скарабель

Происхождение дизайна восходит к автомобилю William Stout Scarab 1932 года. Этот автомобиль с задним расположением двигателя использовал независимую заднюю подвеску на поперечных рычагах с длинными, почти вертикальными амортизационными стойками, закрепленными в высоких точках на пространственном каркасе шасси. Стоут, будучи также авиаконструктором, полагал, что амортизационные стойки с большим ходом, "посадочные шасси самолетов [являются] самым комфортным типом ходовой части, когда-либо созданным". Нижние концы стоек крепились к корпусам поперечных рычагов посредством поворотных втулок. Продольные тяги контролировали продольные силы.

Макферсонский подстав

В 1947 году Эрл Макферсон запатентовал стойку Макферсона для использования на Chevrolet Cadet. Это была первая полноценная подвеска типа "стойка" для автомобилей: поворотный кулак был жестко зафиксирован на стойке, постоянно сохраняя с ней один и тот же угол, в отличие от Scarab Stout, где использовалось поворотное соединение. Стойка Макферсона использовала преимущества несущих кузовов, появившихся на новых заводах после Второй мировой войны: стойке требуется высокая точка верхнего крепления, что было бы сложно реализовать на раме лестничного типа, но является преимуществом для несущей конструкции, поскольку распределяет нагрузки подвески по большему объему кузова. Новые модели автомобилей были также легче и быстрее довоенных, и недорогой автомобиль массового производства теперь обладал характеристиками, ранее доступными только дорогим спортивным автомобилям. Водители требовали устойчивости и комфорта, что требовало независимой передней подвески. Стойка Макферсона была дешева в производстве и надежна в эксплуатации, имела мало подвижных соединений и использовала новые телескопические амортизаторы вместо прежних рычагов. В 1957 году была разработана машина Формулы 2 объемом 1,5 литра, но в 1958 году, с новым двигателем, она также участвовала в Формуле 1. Соединение между ступичным подшипником и основанием амортизатора было сделано жестким, превращая пружинный блок в стойку и контролируя угол развала. Использование самого приводного вала для регулировки задней колеи позволяло сделать вал фиксированной длины, избежав необходимости в шлицевом соединении и связанных с ним проблем с заеданием. Чапман подал заявку на патент на свою конструкцию стойки 13 июня 1957 года. Стойка Чапмана также появилась на Lotus Sixteen 1958 года. В 1959 году эта конструкция была изменена с использованием нижнего рычага. Это, в свою очередь, потребовало возвращения к шлицевому соединению в приводном валу.

Сравнение с макферсонской опорой

Подставку Чапмана часто путают с подставкой Макферсона, поскольку обе используют почти вертикальную верхнюю стойку. Различие заключается в том, что подставке Макферсона всегда требуется нижний поперечный рычаг, а в конструкции Чапмана используется приводной вал и легкий распорный рычаг. Поскольку для её применения необходим приводной вал, подставка Чапмана может использоваться только на ведущей оси автомобиля. Для конструкций Lotus, в которых она применялась, это была задняя ось. Подставки Макферсона чаще всего используются в передней подвеске, при этом ось стойки образует опору поворотного кулака для рулевого управления. Нет особых причин, по которым подставку Чапмана нельзя было бы использовать аналогичным образом, хотя нет данных о попытках её применения на автомобилях с передним или полным приводом. Обе конструкции представляют собой стойки, в которых основание стойки жестко крепится к поворотному кулаку. Чапман использовал подставки Макферсона для передней подвески Lotus 17, но они оказались неудачными из-за проблем с трением, которых Чапман стремился избежать, используя скользящее шарнирное соединение приводного вала. Позднее бывший инженер Lotus Лен Терри разработал комплект для замены на рычажную подвеску.

Последующие проекты

У успешного Lotus 18 с центральным двигателем 1960 года больше не было высокого кузова за сиденьем водителя, на который можно было крепить верхние опоры амортизаторов. Вместо этого использовалась задняя подвеска с поперечными рычагами, где широкие трубчатые нижние рычаги несли амортизаторы с пружинами. Верхние рычаги, в свою очередь, были выполнены в стиле стойки Чапмана, используя сами приводные валы и переднюю распорную тягу. Это аналогично независимой задней подвеске Jaguar, которая также использует приводные валы в качестве верхнего управляющего рычага. Версия 2016 года с полным приводом кроссовера Fiat 500X, построенного на платформе Jeep Renegade, использует многорычажную подвеску типа стойки Чапмана сзади и подвеску McPherson спереди. Хотя некоторые источники описывают её как McPherson спереди и сзади. Несмотря на то, что приводные валы являются элементом подвески, что делает её стойкой Чапмана, присутствуют также дополнительные поперечные тяги.