Подвеска МакФерсон.
Подвеска МакФерсон (McPherson) — один из самых распространенных типов автомобильной подвески (по англ. — MacPherson suspension). В данной статье мы узнаем что такое подвеска МакФерсон, ее основные плюсы и минусы, а также рассмотрим схему и конструкцию данной подвески.
Основным конструкционным элементом подвески является амортизационная стойка, из-за чего она также получила название «качающаяся свеча». «Свечная подвеска» преимущественно используется для передних колес. Версия для задних колес в англоязычных странах в честь разработавшего её инженера фирмы Lotus названа «подвеска Чепмена».
Использование подвески Макферсона позволило разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве поперечно и обусловило её широчайшее использование в современном переднеприводном автомобилестроении.
▪Подвеска МакФерсон состоит из:
• подрамник
• поперечный рычаг
• поворотный кулак
• амортизаторная стойка
• стабилизатор поперечной устойчивости
Основным несущим элементом подвески является подрамник. Его крепление к кузову автомобиля выполняется с помощью сайлентблоков. Применение резинометаллических опор позволяет уменьшить шум и передачу вибрации на кузов. Подрамник выступает основой для крепления рулевого механизма, опор поперечного рычага и стабилизатора поперечной устойчивости.
С двух сторон с помощью резиновых втулок к подрамнику крепятся поперечные рычаги правого и левого колес. Крепление рычагов двойное, что придает конструкции жесткость в продольном направлении. К другому концу поперечного рычага через шаровую опору крепится поворотный кулак.
Поворотный кулак посредством шарнирного соединения крепится к рулевой тяге, обеспечивая поворот колеса. Верхняя часть поворотного кулака закреплена на амортизационной стойке, а нижняя соединена с поперечным рычагом. Также в нем размещены тормозной суппорт и подшипниковый узел.
Амортизационная стойка включает пружину и амортизатор, соосно расположенные с буфером сжатия. Верхняя часть стойки с помощью резиновой втулки крепится к брызговику крыла, нижняя соединяется с поворотным кулаком. Некоторые авто производители разъединяют пружину и амортизатор на два конструктивных элемента.
Стабилизатор поперечной устойчивости предназначен для снижения боковых кренов автомобиля. Стабилизатор крепится к подрамнику посредством двух опор. Концы стабилизатора шарнирным креплением соединяются с амортизационными стойками.
▪Преимущества и плюсы подвески МакФерсон:
• менее затратна при производстве в сравнении с исполнением подвески на двойных поперечных рычагах
• относительно компактная
• уменьшение сил, возникающих в местах крепления к кузову через значительное по высоте расстояние между опорными узлами
• меньшая неподрессоренная масса
• значительный ресурс верхней опоры стойки, представляющей собою упорный подшипник качения
• легкая диагностика неисправностей вследствие наличия чётких симптомов износа
▪Недостатки и минусы подвески МакФерсон:
• сравнительно с подвеской на двух продольных или поперечных рычагах, параметры кинематики несколько хуже
• необходимость усиления брызговика крыла
• работа подвески «на пробой» и езда по плохим дорогам приводит к образованию усталостных трещин в точках крепления стоек на брызговике крыла
• частый выход из строя амортизационных стоек с необходимостью трудоемкой и дорогостоящей их замены
• передача дорожных шумов на кузов и в салон
• относительно меньшая компенсация «клевка» (продольного крена) при торможении
• трение между направляющей и штоком, приводящее к ухудшению работы подвески
В целом, недостатки подвески ограничивают возможность её применения. Так, несмотря на преимущество в стоимости изготовления, из-за некоторого ухудшения кинематики её практически не устанавливают в дорогостоящих спортивных и гоночных моделях авто. Большие нагрузки в зоне крепления стойки и связанный с ними быстрый износ конструкции не позволяет использовать МакФерсон в качестве независимой подвески в легких грузовых автомобилях. Недостаток места также усложняет использование упругих гидропневматических элементов, использующихся в некоторых видах подвесок.
Именно из-за этих недостатков часть производителей авто класса «люкс» отказалась от использования МакФерсона, продолжая совершенствовать подвеску на двойных поперечных рычагах. Вместе с тем, конструкционные преимущества и дешевизна изготовления сделали МакФерсон самым распространенным типом подвески для бюджетных автомобилей.
Что такое подвеска Макферсон и чем она хороша для простого автовладельца
Почему подвеска Макферсон заняла лидирующее место среди всех типов автомобильных подвесок. Из чего она состоит и какие преимущества у неё против двухрычажной ходовой. Но если она такая популярная, то почему её не ставят на машины высокой ценовой категории? – Обсудим это сегодня.
Как она появилась
Немного истории, чтобы блеснуть перед соседями по гаражу в теплой компании автолюбителей. А вы знаете, что подвеска типа Макферсон были разработана и запатентована в США итальянским инженером в 20-х годах прошлого столетия? Только в 1940 году работник компании GM доработал чужую разработку, подведя её к современным требованиям автомобилестроения.
Это был Эрл Макферсон, в честь которого и был назван этот тип подвески. На то время она страдала надежностью телескопической тяги, но существенно выигрывала перед ходовой с двумя поперечными рычагами. Вместо верхнего рычага была применена схема с амортизационной стойкой, которая являлась несущим элементом. Из-за этого в те времена она не получила большого распространения, потому что быстро выходила из строя.
Времена идут, качество материалов улучшилось. В 70-х годах она получила большое распространение в передней подвеске автомобилей среднего ценового диапазона. Мы её увидели впервые на машинах семейства ВАЗ 2108-09. Подвеска Макферсон пришлась по душе отечественным автовладельцам по ряду существенных преимуществ перед схемой с двумя рычагами.
Из-за своей популярности этот тип подвески получил название от имени своего разработчика. Сегодня автопроизводители используют эту схему для своих автомобилей. В последние годы она применяется не только в передней, но и задней ходовой авто.
Устройство подвески Макферсон
Она состоит:
- Амортизационная стойка;
- Стабилизатор поперечной устойчивости;
- Нижний рычаг.
Всего три основных элемента в схеме подвески Макферсон. Но её надежность и управляемость автомобилем не снизилась ни на грамм. Разберем назначение и устройство каждого элемента по отдельности.
Амортизационная стойка
Это единый узел в котором объединены амортизатор и пружина. То есть, амортизационный и упругий элемент в одном флаконе. Он представляет собой большой амортизатор, на котором навешана пружина. Она зажимается двумя чашками, причем верхняя – съемная чаша. На ней находится опорный подшипник, которым стойка крепится к кузову авто и за счет его происходит поворот колеса.
Нижним краем стойка Макферсон жестко крепится к поворотному кулаку. В результате этого ступица и амортизатор становится единым целым. То есть, при повороте колеса поворачивается не только ступица, но и стойка.
Нужно отметить, что конструкция с амортизатором и пружиной расположены не под прямым углом к дороге, а под небольшим наклоном. Причем как в сторону поперечной, так и продольной оси автомобиля. Это называется углом поперечного наклона шкворня. Но это уже другая тема.
Стабилизатор
Все вы знаете, зачем нужен стабилизатор поперечной устойчивости. Но в отличие от двухрычажной схемы, в подвеске Макферсон он крепится не к рычагу, а к амортизационной стойке за счет шарового соединения.
Чтобы соединить стабилизатор и амортизатор, используется переходной элемент – стойка стабилизатора. Её можно найти и в схеме с двумя продольными рычагами, только там нет шаровых креплений, там используются сайлентблоки – резинометаллические крепления.
Стойка стабилизатора нижним краем цепляется за штангу стабилизатора, верхним – за амортизационную стойку. В большинстве случаев внизу и вверху используется шаровые механизмы, как на рулевых тягах.
Нижний рычаг
Обеспечивает соединение колеса с кузовом. Не позволяет ему двигаться в продольном направлении, допуская движение вверх и вниз.
Соединяется с колесом за счет шаровой опоры, а с кузовом резинометаллическими элементами – сайлентблоками. За счет этого рычаг имеет вертикальную подвижность, а колесо может поворачиваться вокруг своей оси.
Как работает подвеска Макферсон
При наезде на неровность, колесо двигается вверх или вниз, сжимая или растягивая амортизационную стойку. Пружина – упругий элемент, он смягчает удары от колеса при езде по неровностям. Амортизатор в этой схеме – демпфирующий элемент. Он не позволяет кузову раскачиваться в момент работы пружин, демпфирует вертикальные раскачивания.
Благодаря опорному подшипнику, интегрированному в верхнюю часть стойки Макферсон, водитель может повернуть колесо. Рулевые тяги поворачивают поворотный кулак, к которому присоединена стойка и нижний рычаг. Он вращается за счет опорного подшипника стойки и шаровой опоры рычага.
Вертикальные стойки стабилизатора соединяют его штангу и во время работы подвески, за счет шаровых шарниров, обеспечивают подвижность всей конструкции.
Принцип работы показан на видео:
Какие подвески Макферсон бывают
Данная схема используется преимущественно в передней подвеске переднеприводных автомобилей. Хочу отметить, что классическим типом считается амортизационная стойка с одни нижним поперечным рычагом.
Сам нижний рычаг может состоять их двух рычагов или одного массивного «лопуха». Бывают схемы исполнения, когда стабилизатор поперечной устойчивости крепится к рычагу. В таком исполнении нет стойки стабилизатора, что упрощает обслуживание.
На более дорогих моделях авто подвеска Макферсон может устанавливаться в задней ходовой части. Это улучшает управляемость автомобиля в поворотах и резких виражах на большой скорости. В таком случае в схему может добавляться дополнительные рычаги. Обычно их насчитывается до трёх штук: два поперечных и один продольный.
Достоинства и недостатки или чем она хороша для автовладельца
О плюсах и минусах написано много в интернете, я повторяться не хочу. Попробую рассмотреть этот вопрос со стороны простого автолюбителя. А что ему нужно? – Чтобы просто, надежно и дешево. Причем последний пункт предпочтительнее.
Насчет надежности я готов поспорить с вами в комментариях, я считаю её слабее, чем схема с двумя поперечными рычагами. Дело в том, что большая часть нагрузки ложиться на верхнее крепление амортизационной стойки к кузову, а точнее, на опорный подшипник. Особенно это происходит во время разгонов и торможения. А если чашка начинает гнить? – Говорим «пока» надежности этого крепления.
Подвеска Макферсон интересна водителям прежде всего тем, что её дешевле обслуживать. Если используется классическая схема с одним нижним рычагом, то его замена или замена его сайлентблоков будет дешевле, чем «двухрычажка». Да, стойка в сборе будет стоить дороже, чем амортизатор или пружина в отдельности в других типах подвески, но и в Макферсон это тоже можно поменять по отдельности.
Ходы этого типа подвески больше, чем у ходовой с двумя рычагами. Вероятность «пробить» её меньше. Общая масса всей конструкции тоже меньше, что положительно сказывается на характеристиках автомобиля.
Из минусов стоит отметить только верхний подшипник. Он больше всех приносит проблем владельцам машин с передней подвеской Макферсон. Его может заклинить, появится люфт и т.д. От этого стуки, скрипы и вибрации по кузову в передней части автомобиля.
Почему её не используют в дорогих автомобилях
Дело в том, что в авто премиум класса, предпочтение отдается «многорычажке», а в более дорогих гидро- или пневмоподвески. Эти типы подвесок лучше во всём схемы Макферсона, кроме цены.
Поэтому, на массовый сегмент ставить их невыгодно, никто покупать такие авто не будет. А Макферсон – это компромисс между ценой, управляемостью и комфортом перемещения. По этой причине её устанавливают на транспортные средства среднего ценового сегмента.
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 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 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 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:
- Продольный рычаг (нижний), монтируемый на подрамнике. Является несущим и служит для крепления телескопической стойки, что возможно за счет шарнира.
- 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.
Источник https://www.drive2.ru/b/464913099716035242/
Источник https://avtoyoutube.ru/podveska-makferson.php
Источник https://autoiwc.ru/other/macpherson.html
