Введение

Автомобильный механизм

Балковая ось, жесткая ось или сплошная ось – это зависимая конструкция подвески, в которой колеса объединены с одной стороны единой балкой или валом. Балковые оси ранее широко использовались на задней оси транспортных средств, но исторически также применялись в качестве передней оси в полноприводных автомобилях. В большинстве современных автомобилей балковые оси заменены независимыми передней (IFS) и задней (IRS) подвесками.

Реализация

При балке угол развала между колесами остается неизменным на всем ходу подвески. Продольное положение балки ограничивается либо тягами, полутягами, реактивными тягами, либо листовыми рессорами. Поперечное положение может быть ограничено тягой Панара, механизмом Скотта-Рассела или механизмом Уатта, либо другой конструкцией, чаще всего – листовыми рессорами. Для контроля вертикальных перемещений используются амортизаторы и листовые рессоры, винтовые пружины или пневмоэлементы. Полузависимая подвеска с крутильной балкой является схожей конструкцией, однако ее балка способна к кручению, выполняя функцию стабилизатора поперечной устойчивости для контроля крена кузова, и классифицируется как полунезависимая подвеска.

Живая ось против мертвой оси

Живая ось – это тип балкóвой оси, в которой вал (или, чаще, валы, соединенные для совместного вращения) также передает крутящий момент на колеса; балкóвая ось, не передающая крутящий момент, иногда называется мертвой осью. Хотя обычно применяемая в транспортных средствах с приводом Hotchkiss, эта система подвески может также использоваться с другими типами трансмиссии.

Недостатки

Осевая балка не позволяет каждому колесу двигаться независимо в ответ на неровности дороги, и управляемость обычно хуже, чем у более сложных конструкций подвески. В поворотах внешнее колесо часто испытывает отрицательный развал, когда внутреннее колесо наезжает на неровность, что может внезапно снизить сцепление с дорогой и дестабилизировать автомобиль. Если одно колесо на оси соскальзывает с крутого склона или ударяется о камень (при движении на высокой скорости), другое колесо также последует за ним из-за жесткой связи между колесами на оси. Если это происходит на передней оси, весь автомобиль может внезапно дернуться в сторону. При недостаточной демпфирующей способности рулевого управления водитель может получить вывих пальцев или плеча из-за резкой отдачи руля. Угол развала не изменяется при крене кузова. Кроме того, центр крена смещается в ответ на неровности дороги. Схождение обычно фиксируется нулем для зависимой оси, и реализовать динамическое управление схождением сложно. Масса балки входит в состав непружинящей массы автомобиля, что ухудшает комфорт при езде. Необходимость в боковых ограничителях, таких как тяга Панара или рычаг Уатта, увеличивает непружинящую массу и частично нивелирует преимущества осевой балки в простоте, компактности и стоимости. В автомобиле с классическим приводом Hotchkiss вся ось может скручиваться в своих опорах под воздействием крутящего момента; при резком ускорении это может снизить тягу и вызвать подпрыгивание колес или внезапное изменение схождения. Габаритный корпус дифференциала зависимой оси Hotchkiss уменьшает дорожный просвет, затрудняя преодоление глубокой грязи, препятствий и сильно изрытых дорог. Поднять корпус дифференциала можно только с помощью более крупных колес и шин, что обычно приводит к увеличению непружинящей массы, снижению эффективности торможения и увеличению стоимости приобретения; кроме того, могут потребоваться модификации автомобиля для обеспечения достаточного зазора между колесными арками или рамой. Передняя осевая подвеска особенно чувствительна к отсутствию соосности в ступице и колесном узле, что может вызвать колебания рулевого управления из стороны в сторону ("шимми") на определенных скоростях (обычно), что в среде любителей 4x4 часто называют "смертельной раскачкой". Эта проблема решается на некоторых автомобилях установкой рулевых демпферов, хотя часто ее устраняют путем снятия и тщательной повторной установки передних колес.