Макферсон подвеска схема
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Макферсон подвеска схема

Устройство подвески Mcpherson: схема, плюсы и минусы

Подвеску МакФерсон следует рассматриваться с точки зрения бюджетного устройства, устанавливаемого на серийных автомобилях нижней ценовой категории. Спорткары и дорогие модели обычных машин не оснащаются этим механизмом.

Конструкция МакФерсон – это простая схема, в рамках которой предусматривается наличие достаточно большого количества небольших по размеру деталей. Суть функционирования подвески заключается в том, что движения амортизационной стойки осуществляются в вертикальной плоскости. В повседневном общении за рассматриваемым механизмом закрепилось название «качающаяся свеча».

Содержание:

История создания

Эрл МакФерсон стал тем человеком, который изобрел дешевую в плане производства подвеску во время своей работы на заводе, имеющем отношение к компании Ford. В те времена данная компания ориентировалась на то, чтобы производить максимально доступные по цене автомобили, поэтому это изобретение пришлось как нельзя кстати.

Изначально подвеска, изобретенная МакФерсоном, была установлена на малолитражном автомобиле Ford Vedette. После успешных испытаний этим устройством оснастили Ford Zephyr и Ford Consul. Производство этих автомобилей осуществлялось массово, что привело к существенной экономии средств за счет применения в их конструкции подвески Mcpherson.

Модернизация подвески Чепменом

В 1957 году Колин Чепмен (фирма Lotus) использовал подвеску МакФерсон для установки на автомобиль Lotus Elite. Предварительно механизм был подвергнут модернизации: изменена рычажная система, получившая более широкие параметры.

Подвеска стала выдерживать значительные нагрузки. Производители отнеслись к новинке Чепмена неоднозначно. Многие посчитали предложенный механизм несерьезным, так как переплетение рычагов выглядело не очень основательно.

Между тем во многих странах подвеска МакФерсон больше известна как подвеска Чепмена.

Дорогие автомобили

Сегодня подвеска МакФерсон не является частью конструкции дорогих автомобилей, но так было не всегда. Начиная с 1982 года, ее стали устанавливать на престижных машинах, например, таких, как Mercedes 124 и Audi 100. Также оснащение этим устройством получило большинство автомобилей под брендом BMW. В течение определенного времени, измеряемого годами, такой подход оправдывал себя.

Затем автомобильная промышленность ушла далеко вперед и подвеска МакФерсон перестала соответствовать по своим техническим параметрам тому, что требовалось для дорогих автомобилей: качественная кинематика, обеспечивающая приемлемую в соответствии с новыми требованиями плавность хода. К этому можно добавить, что дорогие машины и дешевые детали – это малосовместимые понятия. На текущий момент подвеска МакФерсон находит применение лишь в автомобилях бюджетной категории.

Особенности конструкции

Подвеска с позиции конструкции, характеризуется получившей упрощение кинематикой. Ее компактность связана с заменой верхних рычагов на амортизационные стойки. При проектировании подвески ставилась цель добиться компактности устройства, простоты конструкции и дешевизны при производстве, поэтому комфорт и управляемость отодвигались на второй план.

Изначально конструкция подвески вызвала определенные сомнения. Предполагалась, что в плоскости развала могут возникать недопустимые колебания колес. Эти опасения не подтвердились. Амплитуда колебаний соответствовала нормальным значениям. При этом износ резины стал более равномерный.

После запуска подвески в производство Mcpherson продолжил работу над своим «детищем», пытаясь добиться еще большего удешевление продукта. В этом он не преуспел, так как дешевые материалы не позволяли обеспечить соответствующие характеристики прочности подвески.

Схема

Главное отличие нового устройства от других себе подобных заключается в том, где установлена шаровая опора. Ее разместили на самом верху амортизационной стойки, что вынудило изменить конструкцию шарнира. В качестве опоры использовали шариковой подшипник, характеризуемый как радиальный.

В результате амортизационная стойка в верхней своей части стала испытывать всю создаваемую автомобилем нагрузку. Это заставило заменить брызговик отсека двигателя, к которому крепился узел. Ранее он изготавливался методом штамповки из тонкого железа, а теперь требовалось его усиление.

Широкое распространение подвеска МакФерсон получила в 70-х гг. прошлого века. Тогда была создана телескопическая стойка, ресурс которой был достаточным. Механизм стали устанавливать на легковые автомобили, относящиеся к малому и среднему классу.

Устройство

Основные элементы подвески МакФерсон следующие:

  1. Продольный рычаг (нижний), монтируемый на подрамнике. Является несущим и служит для крепления телескопической стойки, что возможно за счет шарнира.
  2. Верхний рычаг, крепящийся посредством кронштейнов к стойке там, где она утолщена. Для подсоединения поворотной стойки используются сайлентблоки.

Поперечные рычаги, расположенные внизу, соединяются между собой штангой стабилизатора, что дает возможность подавлять раскачку автомобиля, добиваясь его выравнивания.

Плюсы

  • Подвеска является недорогим механизмом при условии, что его собирают на основе готовых элементов на конкретном участке с дальнейшей установкой на транспортное средство.
  • Компактность подвески дает возможность устанавливать ДВС, ориентированные на поперечное расположение в отсеке для мотора.
  • Малое проявление инерционных сил, обусловленное значительной удаленностью основных узлов друг от друга.
  • Быстрое понимание того, что шарнирные соединения изношены. Появляется характерное постукивание при движении по дороге с неровностями.
  • В конструкции подвески заложен потенциал в плане дальнейшего совершенствования механизма.

Минусы Mcpherson

  • Плохая кинематика, высокая вероятность, что переднее колесо может существенно изменить угол наклона.
  • Появление трещин в гнезде брызговика, служащего для установки подшипника, который является опорой для амортизационной стойки, что провоцирует коррозию.
  • Ощутимое снижение рабочего ресурса механизма, если оснащенный им автомобиль часто эксплуатируется на некачественных дорогах.
  • Дорогой ремонт вне зависимости от его вида (текущий, плановый), связанный со сложностью процесса монтажа и демонтажа подвески.
  • Отсутствие компенсации, когда машина испытывает продольные крены. Это практически исключает возвратные откаты.
  • Невозможность установки подвески на рамные автомобили. Нельзя совместить верхние кронштейны и базу ввиду ее слишком высокого расположения.
  • Основная масса моделей автомобилей классов C и E не подходит для установки подвески. Невозможно совместить с этим механизмом гидропневматику ходовой части.
  • Напряжения, определяемые как продольные, приводят к выходу из строя задней подвески, что зачастую проявляется при внезапном торможении.
  • Конструктивные особенности подвески МакФерсон (недостаточная надежность под серьезными нагрузками) не позволяют производить установку этого механизма на спорткары.

Видео

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Одним из наиболее распространенных типов подвески является подвеска макферсон, названная так в честь инженера Эрла Макферсона, создавшего ее для Шевроле Кадет. Впоследствии подвеска макферсона стала устанавливаться на американские легковые автомобили Форд — Vedette, Zephyr, Consul — пользовавшиеся большой популярностью. Случилось это в конце 40-х годов.

На сегодняшний день макферсон устанавливается на подавляющем большинстве серийных машин, предназначенных для эксплуатации в городских условиях. Изначально она устанавливалась исключительно на переднюю ось, однако в 1957 году инженер из компании Lotus — Чепмен, немного модифицировал ее и установил на заднюю ось. Поэтому часто на англоязычных ресурсах можно увидеть название «подвеска Чепмена» относительно задней оси. На самом же деле, это все тот же макферсон.

Устройство подвески макферсон

Данный вид подвески часто называют «качающаяся свеча», подразумевая амортизационную стойку — основной конструктивный элемент.

Кроме нее в состав макферсона входят:

  • подрамник;
  • поперечные рычаги;
  • поворотный кулак;
  • стабилизатор устойчивости.

Каждый из перечисленных узлов выполняет свою четко обусловленную функцию.

Подрамник

Подрамник выполняет роль опорной основы всей системы подвески как на передней оси, так и на задней. Он может жестко крепиться к кузову, однако более распространено крепление с помощью сайлентблоков. Мы уже писали на Vodi.su о том, что такое сайлентблоки, какую функцию выполняют и как можно запрессовать сайлентблоки в стойку. Благодаря такой конструкции значительно улучшаются качества подвески, она становится более мягкой, повышается комфорт от процесса езды.

Поперечные рычаги

Поперечные или нижние рычаги крепятся к подрамнику и придают всей конструкции жесткость. С другого конца к каждому поперечному рычагу крепится шаровая опора, соединяющая его с поворотным кулаком.

Поворотный кулак

Благодаря ему обеспечивается управляемость, потому что он входит в соединение с рулевой тягой через шарнирное соединение.

Стойка амортизатора

Основной элемент, представляющий из себя амортизатор с закрепленной соосно пружиной — той самой в которую многие вставляют проставки, увеличивающие клиренс, и автобаферы для комфортной езды.

Стабилизатор

Благодаря стабилизатору уменьшается боковой крен. Реактивные тяги стабилизатора (растяжки) крепятся к амортизационной стойке в месте ее соединения с поворотным кулаком.

Стоит отметить, что конструкция макферсона у каждого производителя может отличаться. Например, на некоторых моделях амортизационная стойка с пружиной выступает как один конструктивный элемент, в других же — это два разных элемента.

Но самая главная особенность подвески данного типа — она является независимой и положение одного колеса в вертикальной плоскости не влияет на положение другого. Благодаря двойному креплению амортизационной стойки с помощью верхней опорной чаши к брызговику крыла и к поворотному рычагу с помощью нижней опорной чаши обеспечивается достаточно жесткая связка, но в то же время независимый ход колеса вверх-вниз остается довольно широким. (Правда, если с такой подвеской невнимательно ездить по дорогам с ямами и колдобинами, то можно очень быстро пробить амортизатор).

Мы описали основные элементы очень схематически. Любой автолюбитель, которому приходилось менять подшипники ступицы или стойки стабилизатора, подтвердит, что устройство подвески значительно более сложное.

Плюсы

Преимуществ у данного типа конструкции достаточно много. Сегодня она используется на огромном количестве моделей легковых автомобилей, преимущественно седанов и хэтчбеков бюджетного и среднего ценового сегмента. Это связано с низкими затратами на ее производство.

Благодаря тому, что опоры находятся на достаточно большом расстоянии по высоте друг от друга, силы, возникающие в местах их присоединения к корпусу, уменьшаются. Тем самым увеличивается ресурс службы.

Еще одним неоспоримым преимуществом данного типа подвески являются ее компактные размеры и небольшой вес, что непосредственно оказывает влияние на динамические характеристики автомобиля. Соответственно автомобили с менее мощными двигателями, например компактные хэтчбеки А-класса, могут демонстрировать вполне приличные характеристики при движении в условиях городских улиц или междугородних магистралей.

Преимуществом является и простота диагностики любых проблем. То есть если водитель во время управления автомобилем чувствует легкие толчки на неровностях дороги и сложности с управлением на скоростях выше 90 км/час, слышит постукивания, то это говорит о наличии неисправностей в шарнирах подвески.

Минусы

Идеального механизма на данный момент еще не изобрели, поэтому недостатков у макферсона тоже хватает.

Одним из основных минусов является сложность обслуживания. То есть если вам нужно заменить сайлентблок или амортизатор, придется полностью разбирать всю подвеску. Соответственно, если вы предпочитаете обслуживаться на СТО, то каждая замена влетит в копейку. Хотя с другой стороны детали, типа тех же сайлентблоков или пружин амортизатора, стоят относительно недорого.

Читать еще:  Ленд крузер экскалибур

Второй важный момент — проблемы с управлением на больших скоростях. Из-за увеличения или уменьшения хода амортизатора (например при торможении) положение колес относительно вертикальной оси может существенно изменяться. Из-за этого происходит уменьшение устойчивости.

Одним словом, если вы эксплуатируете автомобиль на слишком больших скоростях, да еще и по плохим дорогам, то ездить на шиномонтаж на развал-схождение придется очень часто.

На амортизационную стойку постоянно приходится достаточно большое давление, что со временем приводит:

  • к выходу амортизаторов из строя — текут, пробиваются;
  • к проседанию пружин — автомобиль начинает раскачиваться на поворотах, клевать носом при торможении;
  • к поломкам остальных элементов подвески;
  • деформациям кузова в местах крепления стойки — проблема актуальная для тех, кто ездит по плохим дорогам.

Учитывая, что недостатков очень большое количество, подвеска макферсон не предназначена для грузовиков. Это вполне понятно, поскольку для крепления продольных рычагов к подрамнику придется использовать массивные кронштейны. Кроме того, нагрузки в местах крепления будут постоянно возрастать, что приведет к необходимости дорогостоящего ремонта.

Не ставят макферсона на рамные внедорожники по двум основным причинам:

  • малый ход штока амортизатора — его не хватит для преодоления диагонального свешивания, когда одно из колес на неровных дорогах отрывается от земли;
  • сложность крепления верхних опор к раме — опять же понадобятся тяжелые кронштейны, что усложнит процесс обслуживания в условиях бездорожья.

Из-за проблем с развал-схождением не устанавливают такую подвеску и на гоночные автомобили.

Понятно, что конструкторы постоянно работают над решением тех или иных проблем. Тем не менее, покупая автомобиль с таким типом подвески, нужно учитывать его возможности, иначе вам не избежать дорогостоящих ремонтных работ по замене амортизаторов, пружин и рычагов.

Подвеска МакФерсон — что это такое? Плюсы и минусы

Подвеска является одной из самых важных элементов в конструкции современного автомобиля. Именно подвеска, известная также как система подрессоривания, служит связующим звеном между несущей частью кузова и колесами машины. Сложные узлы и механизмы подвески призваны не только надежно соединить, но и передать на кузов силы, возникающие при контакте колес с дорожным покрытием. Благодаря правильному функционированию подвески обеспечиваются оптимальное положение колёс по отношению к раме или кузову, а также требуемая плавность хода автомобиля. В процессе развития автомобилестроения устройство подвески претерпело множество изменений. Значительный рост скоростей и высокие требования к управляемости и устойчивости привели к созданию системы, получившей название McPherson.

История вопроса

Технологичная подвеска получила свое наименование благодаря изобретателю Эрлу МакФерсону, трудившемуся в компании Ford в 40-е годы XX века. Именно его разработка была впервые использована при создании серийной модели Ford Vedette в 1948 году.

Примечательно, что до этого инженер работал на автогиганта General Motors, однако, там его изобретения не оценили по достоинству и МакФерсон покинул компанию.

Известно, что подвески подобного типа, но без поперечного рычага использовались в автомобилестроении еще в 20-х годах XX века. Инженер итальянского концерна Fiat Гуидо Форнац даже запатентовал в 1925 году схему аналогичной подвески в США. А спустя почти пятнадцать лет американец МакФерсон существенно доработал знакомый механизм и воплотил его в металле.

Новая по тем временам система имела важный недостаток – ресурс телескопических стоек был невелик. Развитие ученой мысли привело к открытию более прочных сплавов, и проблема была решена. По планам изобретателя подвеска МакФерсон должна была применяться как в передней, так и в задней части авто, но после продолжительной дискуссии, более востребованной была признана традиционная схема. Аналогичный вариант подвески задних колес был использован в 1957 году при разработке модели Lotus Elite. В честь конструктора Колина Чепмена подвеска, устанавливаемая на заднюю ось, получила название Chapman.

Устройство подвески МакФерсон

Основой конструкции подвески МакФерсона является массивная амортизационная стойка, расположенная на одной оси с подвижной пружиной амортизатора. Именно поэтому такой тип подвески иногда зовется «качающейся свечой». Опорой всей системе служит подрамник, который жестко крепится к кузову, в том числе с помощью так называемых сайлентблоков. Специальные металлические шарниры имеют резиновую втулку, способную смягчать колебания и устранять шум, передающиеся при взаимодействии одной детали подвески с другой.

Необходимую жесткость конструкции придают поперечные рычаги, зафиксированные на подрамнике. Поворотный кулак, в свою очередь, обеспечивает отличную управляемость, ведь именно он шарнирным соединением связан с рулевой тягой автомобиля. Кстати, с другой стороны поворотный кулак имеет специальное крепление в виде шаровой опоры, соединяющее его с поперечным рычагом. Не менее важную задачу в механизме подвески решает стабилизатор поперечной устойчивости, способный регулировать величину бокового крена. «Растяжки» или реактивные тяги стабилизатора крепятся к амортизационной стойке в точке соединения с поворотным кулаком. Благодаря четкому разделению функций каждого из элементов конструкции передняя подвеска обеспечивает мягкую, комфортную и безопасную езду на автомобиле любой марки.

На сегодняшний день крупнейшими производителями автомобилей придумано несколько разновидностей подвески МакФерсона. Например, в системе подрессоривания легендарного Porsche-911 пружину амортизатора заменяет торсион, позволяющий уменьшить высоту всей конструкции. Существуют также подвески, где амортизационная стойка с пружиной представляют собой единый элемент системы, а не две отдельные детали. Несмотря на разнообразие вариантов исполнения, любая подвеска типа МакФерсон является независимой, то есть положение одного колеса в вертикальной плоскости не сказывается на расположении другого.

Преимущества и недостатки системы МакФерсон

Популярность подвески данного типа невозможно переоценить. Конструкция МакФерсон устанавливается на огромном количестве автомобилей по всему миру. Однако, как и любой сложный механизм, подвеска МакФерсон имеет свои плюсы и минусы.

  1. Низкие затраты на производство по сравнению с аналогичными системами на двойных поперечных рычагах;
  2. Большой эксплуатационный ресурс верхней опоры амортизационной стойки, сконструированной в виде подшипника качения;
  3. Компактные размеры и сравнительно небольшой вес обеспечивают отличные динамические характеристики, даже автомобилям с двигателями средней мощности;
  4. Легкая диагностика неисправностей: легкое постукивание и неустойчивость автомобиля при движении на высокой скорости говорит об износе деталей подвески.
  1. Потеря устойчивости при движении на высокой скорости и при резком торможении. Причиной неустойчивости является существенное изменение положения колеса по вертикальной оси вследствие увеличения, либо уменьшения хода амортизатора;
  2. Подвеска МакФерсон не предназначена для эксплуатации в условиях бездорожья. При езде по плохой дороге разрушаются детали крепления стоек, в результате на брызговике крыла образуются так называемые усталостные трещины, начинается процесс коррозии;
  3. Постоянное давление вредит амортизационным стойкам, поэтому подвеска МакФерсон не выдерживает больших нагрузок. Таким образом, данный тип подвески не подходит для эксплуатации на спортивных, грузовых машинах, а также внедорожниках и автомобилях с рамной конструкцией;
  4. Относительно сложный ремонт. Сложная конструкция подвески не позволяет точечно заменить износившуюся деталь. Сотрудникам СТО приходится полностью разбирать систему, что увеличивает время и стоимость ремонта.

Несмотря на то, что инженеры-конструкторы постоянно дорабатывают и совершенствуют механизмы подвески, при покупке автомобиля с «МакФерсоном» следует учитывать пределы его технических возможностей. Внимательный подход к изучению характеристик позволит избежать дорогостоящего ремонта и преждевременной замены стоек амортизаторов и других деталей конструкции.

Большинство легковых автомобилей среднего ценового сегмента сегодня оснащены подвеской МакФерсон. Например, известные седаны Volkswagen и KIA, а также популярные бюджетные хэтчбеки марок Ford и Renault оборудованы различными вариантами подвески этого типа.

Официальные сервисные центры Группы компаний FAVORIT MOTORS оказывают высококачественные услуги по диагностике, ремонту и техническому обслуживанию автомобилей различных марок. Квалифицированные сотрудники и современное оборудование позволяют нам осуществлять работы любой сложности в короткие сроки и по доступным ценам. Не подвергайте риску себя и своих близких – при любой неисправности автомобиля, обращайтесь только к профессионалам!

Что такое подвеска МакФерсон?

Для комфортной безопасной езды в автомобилях применяют подвески различных видов. Основу изделия составляют амортизаторная стойка и поперечный рычаг. Конструктивно она представляет собой дополненный вариант системы двойных поперечных рычагов. Но вместо верхнего рычага здесь стойка.

Рассмотрим подробнее, что представляет собой подвеска МакФерсон, какие она имеет преимущества и недостатки.

История появления

Подвеска типа Макферсон названа по фамилии разработчика – Эрла Стили МакФерсона. Инженер американской компании GeneralMotors Эрл Стили спроектировал систему для модели Chevrolet Cadet. Машина не поступила в серийное производство, поэтому впервые изделие установили на Ford Vedette (1948), предназначенный для французского рынка. А позже на моделях Zephyr и Consul в 1950 / 1951 годах.

Предпосылки к созданию автомобильных подвесок со стойками появились раньше. В 20-х гг. инженеры Fiat предложили использовать изделие с продольным рычагом и направляющей стойкой. Системы на направляющих без рычага применялись в конце 19 века.

«Предшественником» подвесок может считаться узел на поперечных рычагах разной длины. За счет замены верхнего рычага шаровой опоры на амортизаторную стойку с поворотным шарниром появился конструктивно простой относительно надежный агрегат для легковых машин.

С 50-х гг. конструкция, предложенная ученым, неоднократно совершенствовалась. Шаровой шарнир, расположенный на амортизаторной стойке (на оси), был перемещен наружу к колесам автомобиля.

Распространение схема получила в 70-90-х гг., когда появилась возможность массового недорогого производства амортизаторных стоек с увеличенным сроком службы. С развитием пневматических элементов стали популярны пружины с пневмоприводом.

Подвеска Макферсон: схема и устройство

Подвеска – это агрегат, который включает компоненты:

  • Подрамник – основная несущая деталь, на которую крепятся рычаг, стойка, рулевой механизм, другие элементы.
  • Поперечный рычаг – деталь для изменения развала колес и колеи при совершении маневров, наезде на препятствия.
  • Поворотный механизм – элемент, обеспечивающий поворот автомобильного колеса благодаря шарнирному соединению с рулевой тягой.
  • Амортизаторная стойка – телескопическая деталь для снижения вибраций, ударов при езде по неровным дорогам.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости – элемент, нужный для уменьшения бокового крена при движении машины.
Читать еще:  Как выбрать колеса для автомобиля

Изначально подвеска МакФерсон должна была быть применена ко всем колесам автомобиля. Однако из-за высокой цены технологии в задней части машин стали применять зависимую, а McPherson использовались в качестве передней.

Несущим элементом схемы подвески является подрамник. Для снижения негативного воздействия вибраций и шума крепление к кузову подрамника осуществляется через сайлентблоки. Поперечный рычаг с шаровой опорой с одной стороны связан с поворотным механизмом, а с другой – с подрамником. Благодаря креплению с двух сторон обеспечивается необходимая жесткость конструкции.

Как работают подвески МакФерсон?

Подвески этого типа считаются простым, но эффективным вариантом для недорогих легковых автомобилей. В верхней части установлен рычаг, соединенный резиновыми элементами. Основная нагрузка при работе агрегата приходится на верхнюю часть стойки, что изначально было проблемой для инженеров – весь узел крепился на брызговике моторного отсека. При езде на «пробой» и по некачественным дорогам быстро возникали деформации тонкого металла. Усиление брызговика полностью исключило повышенные нагрузки на место установки стойки.

Принцип работы подвески основан на вертикальном движении амортизаторной стойки. Сама стойка телескопическая, с большим запасом прочности. Нередко подвеску называют «качающейся свечой».

Подвески МакФерсон: достоинства и недостатки

В числе преимуществ отмечаем:

  • Недорогое производство подвесок. Работы по изготовлению деталей просты. Это позволяет снизить стоимость производства.
  • Компактность. Агрегат имеет относительно малые размеры, позволяющие реализовать поперечное расположение мотора и трансмиссии в подкапотном пространстве машины.
  • Небольшой вес. Общий вес элементов ниже по сравнению с системой на двух рычагах.

К недостаткам подвески относят:

  • Худшие параметры кинематики. Ухудшение кинематических параметров движения связано с большим изменением развала колес. Ухудшаются управляемость, устойчивость автомобиля при совершении маневров.
  • Передачу вибраций на кузов. Вибрации при езде по некачественному дорожному покрытию сильнее передаются на кузов автомобиля, чем при двойных поперечных рычагах.

Вот значимые достоинства и недостатки:

  • Плюсы подвески – простота диагностики повреждений деталей и увеличенный ресурс верхних опор стоек за счет усиленных брызговиков.
  • Минусы: частый выход из строя амортизаторных стоек, дорогой ремонт (при ремонте нужно снять всю подвеску, если нужно заменить деформированный компонент).

За счет относительной простоты устройства Макферсон применяют в качестве передней подвески легковых автомобилей бюджетного и среднего класса.

На гоночные, элитные модели автомобилей, машины бизнес-класса подвеску типа McPherson не ставят. Для авто в основном применяется агрегат на поперечных рычагах. Также невозможно использовать устройство на легких грузовиках и коммерческом транспорте, рамных внедорожниках, пикапах. В остальном никаких ограничений по использованию автомобильная подвеска McPherson не имеет. Её часто можно встретить в машинах популярных моделей.

Что такое подвеска МакФерсон, её схема, устройство и принцип действия

Современный автомобиль представляет собой сложнейшее высокотехнологичное устройство. В его конструкцию в процессе развития заложено множество оригинальных инженерных решений.

p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

Одна из таких разработок — подвеска типа МакФерсон. Что это такое и как она работает разберемся вместе. Для того чтобы понять принцип работы конструкции необходимо знать ее устройство и взаимодействие ее основных элементов между собой.

p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

Всякий сложный механизм имеет определенные достоинства и недостатки, а используемые в технике схемы являются предметом компромисса между технологичностью и высокими параметрами.

p, blockquote 4,0,0,0,0 –>

Не безынтересна также история изобретения подвески МакФерсон и происхождение самого названия. Экскурс в прошлое позволит лучше понять ход мысли инженеров, работавших над конструкциями автомобилей.

p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

История изобретения и развития

p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

В названии конструкции употребляется фамилия изобретателя, сотрудника компании «Форд» Earl Steel McPherson. Впервые данный тип подвески был применен на серийной модели Ford Vedette после Второй мировой войны в 1948 году. Инженер изначально работал в конструкторском бюро компании GM над автомобилем для широкого потребителя Chevrolet Cadet.

p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

Модель в серию не пошла, а конструктор ушел к конкурентам, где и применил собственные наработки. На деле же подвески такого типа несколько иной конфигурации без поперечного качающегося рычага применялись еще на заре автомобилестроения.

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

В 20-х годах прошлого века в итальянской компании «Фиат» инженером Гуидо Форнаца была разработана принципиальная схема и запатентована в Соединенных Штатах 15 сентября 1925 года.

p, blockquote 9,0,0,0,0 –>

Компоновка имела привычный для нас вид с нижним качающимся рычагом и поворачивающейся вертикальной стойкой. Американский конструктор Earl Steel McPherson использовал общий принцип действия, доработал и реализовал его в металле. Основной сложностью на начальном этапе был невысокий ресурс телескопических стоек. С развитием технологий данную проблему удалось решить.

p, blockquote 10,0,0,0,0 –> adsp-pro-1 –>

Изначально данный тип подвески планировалось применить не только в передней части автомобиля, но и сзади. После долгих обсуждений выбор был сделан в пользу традиционной схемы. Впервые такой тип подвески задних колес был применен в 1957 году Колином Чепменом на модели «Лотус Элит». В силу этого обстоятельства в Новом Свете и Великобритании данную конструктивную схему принято называть подвеской типа Chapman.

p, blockquote 11,0,1,0,0 –>

Альтернативным вариантом истории развития подвесок данного типа можно считать конструкцию с двумя рычагами разной длины. Верхний узел при этом значительно короче нижнего, а пружин с амортизатором располагалась над ними. Такая схема применяется в полноприводной «Ниве», вал с внешним шарниром равных угловых скоростей находится как раз между рычагами.

p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

Подвеска МакФерсон: схема, устройство и принцип работы

p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

В семидесятые годы подвеской такого типа снабжали большинство автомобилей, в том числе и тех, что относятся в бизнес классу. Среди них были довольно крупные модели Ауди -100, Мерседес-124 и Опель Сенатор.

p, blockquote 14,0,0,0,0 –>

Впоследствии от такой практики пришлось отказаться, массовая эксплуатация выявила некоторые недостатки компоновки, которые невозможно было устранить без изменения конструктивной схемы.

p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

Видео — схема подвески МакФерсон:

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

Подвеска McPherson имеет более простое устройство по сравнению с классической схемой и отличается от нее по принципу действия. Узел состоит из следующих частей:

p, blockquote 18,0,0,0,0 –>

  • нижнего рычага с шаровой опорой;
  • ступицы колеса с тормозным диском;
  • кулака поворотного со щитом и рулевой тягой;
  • стойки телескопической с нижней опорной чашкой;
  • буфер сжатия с резиновым или пластиковым защитным чехлом;
  • витая пружина;
  • опорный подшипник с верхней чашкой;
  • тяга поперечной устойчивости с рабочими резинометаллическими элементами и креплениями.

Подвеска МакФерсон, основные детали устройства которой приведены в списке, является одной из самых распространенных схем. Существуют и другие ее разновидности, имеющие некоторые отличия в отдельных деталях.

p, blockquote 19,0,0,0,0 –>

Так, на культовом автомобиле Porsche-911 вместо витой пружины был использован торсион для уменьшения общей высоты конструкции. Похожая схема была применена в некоторых машинах французского производства.

p, blockquote 20,0,0,0,0 –>

Схема подвески МакФерсон

На одном из самых удачных автомобилей Mercedes-Benz модели W124 компоновка была изменена и пружина устанавливалась отдельно от телескопической стойки. Похожее по типу устройство подвески McPherson было и на машинах фордовской платформы, которая носит наименование Фокс. Потенциал данной конструктивной схемы полностью еще далеко не использован и у нее имеются перспективы развития.

p, blockquote 21,0,0,0,0 –>

Узлы такого типа отличаются компактностью и простотой, что и определяет их широкое распространение в автомобилестроении. Подвеска МакФерсон представляет собой конструктивную схему, в которой амортизирующая стойка крепится в верхней части к брызговику моторного отсека. Снизу она жестко соединяется с поворотным кулаком, вся конструкция может вращаться в определенных пределах. Ось проходит через подшипник, установленный на кузове и смонтированную на рычаге шаровую опору.

p, blockquote 22,1,0,0,0 –>

Телескопическая стойка в независимой пружинной подвеске McPherson выполняет целых три функции:

p, blockquote 23,0,0,0,0 –>

  • определяет направление хода механизма в вертикальной плоскости;
  • гасит возникающие при этом колебания;
  • является своеобразным поворотным шкворнем для колес.

В общем виде работа подвески данного типа выглядит следующим образом: когда колесо проезжает по неровности на дороге, то поднимается вверх или опускается вниз. Возникающая при этом нагрузка воспринимается пружиной, которая сжимается или, напротив, распрямляется. При этом телескопическая стойка удлиняется или сокращается. Часть нагрузки передается на корпус автомобиля.

p, blockquote 24,0,0,0,0 –>

Пружина при этом начинает распрямляться, восстанавливая свою форму, что ведет к удлинению стойки. Возникают колебания, которые гасятся встроенным амортизатором. Это позволяет свести к минимуму вертикальные перемещения кузова относительно поверхности земли. При выполнении маневра, стойка в сборе с кулаком и установленным на ступице колесом поворачивается. Автомобиль при этом изменяет направление движения.

p, blockquote 25,0,0,0,0 –>

Видео — как работает подвеска МакФерсон:

p, blockquote 26,0,0,0,0 –>

p, blockquote 27,0,0,0,0 –>

Подвеска типа МакФерсон преимущественно используется на переднеприводных автомобилях, на которых силовой агрегат размещается поперек хода. Она имеет целый ряд преимуществ перед классической двухрычажной компоновочной схемой, в тоже время по многим параметрам она ей значительно уступает.

p, blockquote 28,0,0,0,0 –>

В процессе проектирования конструкторам приходится решать сложную задачу по выбору определенной конструкции с учетом всех ее особенностей.

p, blockquote 29,0,0,0,0 –>

Плюсы и минусы подвески McPherson

p, blockquote 30,0,0,0,0 –>

Всякий механизм или компоновочная схема имеет свои сильные и слабые стороны. Данное обстоятельство в полной мере касается и спроектированной американским инженером МакФерсон подвески, она тоже имеет свои плюсы и минусы. Выбор типа данного узла в ходе опытно-конструкторских работ всегда является предметом компромисса между технологичностью, компактностью и кинематическими свойствами.

p, blockquote 31,0,0,0,0 –>

Основные достоинства

По общему мнению специалистов и отзывам автомобилистов подвеска МакФерсон обладает целым рядом положительных свойств. Перечень их довольно значительный и в числе прочих можно назвать следующие:

p, blockquote 32,0,0,0,0 –>

  • Высокая технологичность конструкции и относительно небольшие затраты на разработку и изготовление. Обычно узел поступает на сборочный конвейер единым блоком, что значительно сокращает временные затраты.
  • Небольшие габариты подвески в поперечном и продольном направлении относительно хода автомобиля.
  • Значительный размер по вертикали позволяет обеспечивать необходимый ход подвески в широких пределах.
  • Расстояние между опорными точками конструкции велико, что способствует снижению нагрузок на кузов автомобиля.
  • Меньшая в сравнении с иными конструктивными схемами масса неподрессоренных узлов.
  • Большой ресурс деталей подвески.
Читать еще:  Как правильно менять колеса на машине

В силу рационального распределения усилий в подвеске нижний рычаг и шаровая опора не испытывают значительных нагрузок. Это обстоятельство увеличивает срок службы не только названных элементов, но и сайлент-блоков, и резинометаллических втулок.

p, blockquote 33,0,0,1,0 –>

Существенно упрощается определение неисправных узлов. В силу названных выше преимуществ подвеска McPherson получила большое распространение на автомобилях с приводом на передние колеса и расположенными поперек хода двигателями.

p, blockquote 34,0,0,0,0 –>

Недостатки

Конструктивная схема наряду с названными выше сильными сторонами имеет и целый ряд слабых мест. К числу недостатков подвески типа McPherson можно отнести следующие:

p, blockquote 35,0,0,0,0 –>

  • Некоторое ухудшение кинематики особенно при значительных ходах элементов относительно кузова. При этом происходит изменение нормального положительного развала на отрицательный. Управляемость и устойчивость машины в таком случае ухудшается.
  • Основная нагрузка от работы подвески приходится на брызговик моторного отсека, который приходится укреплять. Длительная эксплуатация на плохих дорогах может привести к его постепенному разрушению.
  • Телескопическая стойка – амортизатор подвергается большим нагрузкам, что при длительных поездках по плохим дорогам приводить к выходу из строя нижнего клапана. Это, в свою очередь, влечет за собой повреждение опорной площадки на кузове, устранение которых требует специального оборудования при дорогостоящем ремонте.
  • Высокая шумность подвески и сложности в нанесении звукоизолирующих покрытий.
  • Сильное продольное раскачивание кузова автомобиля, которое возникает при торможении. Клевок плохо компенсируется подвеской, а в силу особенностей расположения поперечных рычагов он даже несколько усиливается.
  • Большой диаметр штока стойки амортизатора вызывает соответствующее увеличение трения. Дополнительные усилия необходимые для преодоления сопротивления вызывает ухудшение реакции подвески на неровности дороги.

adsp-pro-2 –>

Указанные недостатки делают практически невозможным применение изобретенной МакФерсоном подвески в конструкциях следующих классов машин: гоночные и спорткары, грузовиках, внедорожниках, автомобилях с рамой.

p, blockquote 36,0,0,0,0 –>

До недавнего времени подвеска такого рода не использовалась на транспортных средствах с гидропневматической подвеской. Элементы конструкции просто негде было размещать. Проблема была решена только в 90-е годы прошлого века.

p, blockquote 37,0,0,0,0 –>

Перспективы развития

p, blockquote 38,0,0,0,0 –>

Приведенное выше описание конструкции дает общее представление о том, что такое подвеска МакФерсон и как она работает. Одним из недостатков такой схемы является то, что плечо обкатки в ней имеет всегда положительное значение, иными словами, ось поворота находится с внутренней стороны от точки контакта колеса с дорогой. Это снижает курсовую устойчивость и создает значительные усилия на руле.

p, blockquote 39,0,0,0,0 –>

Проблема была решена известной немецкой компанией ZF Lemförder, которая предложила в классическую подвеску McPherson ввести ряд дополнительных элементов. Конструкция получила наименование Revo-Knuckle и была запатентована в Европе и на Американском континенте. Введение двух шарниров в схему позволило разделить функции направляющей и поворотного механизма.

p, blockquote 40,0,0,0,0 –>

Стойка McPherson с поворотным кулаком Revo

Такая конструкция значительно уменьшает трение и возмущение от люфтов. По своим параметрам данная конструкция приближается к схеме с двумя рычагами. Конструкторам удалось сделать узел, который устанавливается на машину без переделки ее кузова простой заменой. В итоге поведение в поворотах, особенно при наличии колеи стало заметно более устойчивым и предсказуемым.

p, blockquote 41,0,0,0,0 –>

Новые требования к автомобильным шинам — о соответствии авторезины сезону следует знать всем водителям.

Подбор дисков по марке автомобиля (подробнее) можно произвести в онлайн режиме.

Тем, кто не знает для чего нужна балансировка колес, будет полезно прочитать эту статью.

Видео — работа подвеска МакФерсон на автомобиле:

p, blockquote 43,0,0,0,0 –> p, blockquote 44,0,0,0,1 –>

Как работает подвеска МакФерсон

Подвеска обеспечивает подвижное соединение колес автомобиля с кузовом. Благодаря ей происходит постоянный контакт колеса с дорожным полотном. В задачу подвески входит гашение колебаний, получаемых колесам от дороги и снижение их отрицательных воздействий на несущую часть.

Используемая на автотранспорте подвеска разделяется по типу – зависимая, независимая, полузависимая, а также по конструкции – рычажная, торсионная, рессорная. К независимому типу подвески относятся и стойки МакФерсон, они же – амортизационные стойки. Благодаря ряду преимуществ подвеска МакФерсон получила широкое распространение и используется во многих моделях автомобилей.

Составные элементы подвески

Как и все иные типы, подвеска типа МакФерсон включает в себя три основных составляющих:

Особенность стоек МакФерсон заключается в компоновке этих составляющих.

В качестве упругих элементов на этой подвеске используются винтовые пружины. Эти элементы принимают на себя колебания, полученные от колеса. Демпферами выступают масляные и газомасляные амортизаторы. В их задачу входит гашение колебаний пружины. В роли направляющих используются поперечные рычаги. Они обеспечивают крепление амортизационной стойки к кузову авто в нижней ее части.

Конструкция амортизационной стойки МакФерсон

Упругий и демпфирующий элементы подвески собраны в единую конструкцию – стойку. Амортизационная стойка состоит из:

  • корпуса (с нижней чашкой пружины);
  • амортизатора;
  • пружины;
  • верхней опоры.

стойка МакФерсон в разборе

Корпус используется для размещения в нем амортизатора. Демпфер помещается внутрь корпуса, на который накручивается гайка, удерживающая амортизатор. Корпус также используется для соединения стойки со ступицей колеса и для закрепления наконечника рулевой тяги.

Сверху на корпус с зафиксированным в нем амортизатором надета пружина. Причем она получается зажатой между двумя чашками – корпуса и верхней опоры. В сжатом состоянии ее удерживает шток амортизатора, проходящий через опору и зафиксированный гайкой.

Верхняя опора выступает в качестве элемента для соединения подвески с кузовом. Она фиксируется в специальных углублениях в колесных арках. Это позволило отказаться от использования верхнего рычага в подвеске. При этом сама стойка выступает в роли поворотного кулака, обеспечивающего поворот колеса. Для снижения трения в верхней опоре установлен подшипник, который позволяет стойке легко вращаться вокруг своей оси.

В нижней части амортизационная стойка крепится к кузову рычагами. На авто используются подвески МакФерсон с одним обычным рычагом (в виде штока с проушиной для сайлентблока с одной стороны и отверстиями для крепления шаровой опоры – с другой), А-образным, Г-образным или двумя рычагами, расположенными под углом друг к другу.

С кронштейном кузова нижний рычаг соединяется посредством сайлентблоков – резинотехнических элементов, обеспечивающих упругое соединение.

Со ступицей колеса нижний рычаг соединен шаровой опорой, обеспечивающей возможность стойке вращаться вокруг оси.

Подвеска МакФерсона подразумевает использование стабилизатора поперечной устойчивости. Причем это единственный элемент, соединяющий подвески колес одной оси. Этот стабилизатор имеет П-образную форму и в центральной части крепится к кузову (подрамнику). Своими концами стабилизатор соединен с элементами подвески. Причем на одних моделях он соединяется напрямую, в других же используется дополнительная стойка стабилизатора.

Принцип работы подвески McPherson

В целом, простота конструкции и малое количество составных элементов сделало этот тип независимой подвески популярным среди автолюбителей.

Работает амортизационная стойка так: при наезде колеса на выступ, колесо под действием сил начинает смещаться вверх. При этом ступица передает усилие на корпус стойки, а он – на пружину. Поскольку упругий элемент в верхней части через опору упирается в кузов, то воздействие, полученное колесом от дорожного полотна, приводит к сжатию пружины. При этом шток с поршнем в амортизаторе движется вниз.

После проезда препятствия, сжатая пружина разжимается и прижимает колесо к дороге. Амортизатор же не дает пружине продолжить колебательные движения (сжиматься-разжиматься).

Нижний рычаг за счет подвижного соединения со ступицей и кронштейном кузова (благодаря сайлентблокам и шаровым опорам) позволяет ступице двигаться только вертикальном направлении, предотвращая продольные и поперечные смещения.

Если же этот тип подвески используется на задней оси, для предотвращения продольного смещения колеса некоторые автопроизводители дополнительно используют продольные рычаги.

Подшипник верхней опоры и шаровая опора дают возможность вращаться амортизационной стойке вместе со ступицей вокруг оси, поэтому колесо поворачивается. И вращение это происходит благодаря передаче усилия от рулевого механизма через тяги с наконечниками, соединенными с корпусом стойки.

Видео: ПОДВЕСКА BMW НАГЛЯДНО НА СТЕНДЕ

Стабилизатор, используемый в конструкции подвески, предотвращает поперечные раскачивания кузова при движении по неровностям.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Достоинства и недостатки

К положительным качествам подвески МакФерсон относятся:

  1. Простота устройства, а соответственно – дешевизна изготовления (поэтому ее и используют автопроизводители);
  2. Возможность использования на обеих осях авто;
  3. Сравнительно компактные размеры;
  4. Большие конструктивные ходы (позволяет проходить значительные неровности без «пробоя» подвески;
  5. Большой ресурс рычагов (они разгружены и лишь удерживают колесо от смещений);
  6. Симптомы износа составных элементов легко диагностируются.

Но и недостатков у этого типа подвески достаточно. Основным из них являются худшие кинематические параметры, чем рычажной подвески. Из-за статичной верхней точки крепления стойки при отработке неровностей большой ход подвески сопровождается изменением углов положения колеса (развала/схождения), что сказывается на управляемости и сцеплении колеса с дорогой.

Помимо этого, к негативным качествам относятся:

  1. Сравнительно быстрый износ амортизатора, поскольку основная нагрузка приходится на амортизационную стойку;
  2. Сложность обслуживания (для замены демпфирующего элемента стойку нужно полностью разбирать);
  3. Увеличенные нагрузки на кузов в месте крепления верхней опоры;
  4. Повышенная шумность работы.

Еще одним недостатком этой подвески является сложность модернизации. Так, пневмо- и пневмогидравлические амортизаторы с электронным управлением, способные менять свои рабочие параметры, в подвеске типа МакФерсон не используются.

Эти недостатки ограничивают область использования такой подвески – она устанавливается только на легковые авто, но не все. Модели премиум-сегмента обычно комплектуются рычажной подвеской.

Помимо этого, подвеска McPherson не применяется на внедорожниках, спортивных авто, моделях с рамной несущей частью, грузовиках (в том числе и малотоннажных).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector