Всё о покупке и продаже автомобилей
Всё о покупке и продаже автомобилей
Рубрики

Какое устройство подвески Макферсон и как она внедрена в конструкцию автомобиля

Неотъемлемой частью любого современного транспортного средства является подвеска. Эта система обеспечивает плавность хода и поглощает возможные колебания, образующиеся во время движения. На переднеприводных машинах чаще всего встречается подвеска Макферсон. Ее используют инженеры, так как она нетребовательна к комплектующим, достаточно вынослива и обладает отличной ремонтопригодностью.

Работа подвески Макферсон

История изобретения и развития

Первым, кто разработал и внедрил конструкцию такой подвески, являлся Эрла Стил Макферсон, работавший в американских автомобильных компаниях в первой половине прошлого века. Перейдя из GM в Ford в сороковых годах XX в., талантливый инженер занялся внедрением своего проекта для автомобиля Ford Vedette. Однако более подготовленными оказались модели Zephyr и Consul, на которых были установлены новые узлы.

Первоначальный вариант подвески типа Макферсон, разработанной автором, предполагал наличие шарового шарнира, располагающегося на продолжении оси стойки амортизатора. Подобные условия позволяли задействовать стойку в качестве также и поворотной оси колеса. В более поздних вариантах конструкции шаровой шарнир разработчики перемещали наружу к колесу. Это решение обеспечивало смещение оси поворота колеса наружу от стойки.

Широкое распространение выгодной конструкции произошло в 70-х годах после окончательного устранения всевозможных технических проблем. Под эту систему были разработаны амортизационные стойки, выдерживающие длительную интенсивную эксплуатацию. Хотя мелкие недостатки в полной мере не удалось устранить, но система оказалась востребованной среди автопроизводителей.

Для 80-х годов стало характерным практически повсеместное распространение доработанных идей американского автомобильного инженера. Узел был внедрён на крупных авто и легковушках премиального класса. Баварские автопроизводители почти все свои модели оснастили такими стойками.

Изобретатель изначально предполагал установку своего детища на все колёса машины. Подобный подход на практике оказался не всегда выгодным с точки зрения бизнеса, поэтому узлы монтировали лишь на переднюю ось. Сзади для удешевления и упрощения конструкции в большинстве машин оставался мост зависимый, иногда дополненный продольными рессорами.

В чем особенность

Особенностями независимой конструкции с амортизационной стойкой являются такие факторы:

  • компактность;
  • понятная конструкция;
  • относительная простота в изготовлении;
  • наличие хорошей кинематики.

Конструкция при некотором упрощении копирует подвеску с парой поперечных рычагов. Фактически изобретатель заменил амортизатор с расположенным под ним верхним рычагом с шаровой опорой на амортизационную стойку с поворотным шарниром.

Устройство и принцип работы

Принято считать, что устройство подвески Макферсон является продолжением разработки конструкции с двумя поперечными рычагами, которая также принадлежит к группе независимых подвесок. Одной из отличительных черт является в таких сборках установленная вверху пружина.

Специалисты выделяют такие отличительные черты стоек в сравнении с амортизаторами:

  • способность удержания массы машины;
  • более сложное устройство механизмов;
  • усиленная конструкция и шток с увеличенным диаметром;
  • рассчитаны на перепады нагрузок и осевое/радиальное усилие;
  • при повороте задействуется поворотная опора.

Устройство подвески Макферсон

В схеме присутствует несколько базовых обязательных элементов. По их взаимодействию можно понять общий принцип работы подвески.

Главным несущим элементом служит подрамник. К кузову он фиксируется благодаря прорезиненным сайлентблокам. Подобное конструкционное решение позволило существенно снизить шум и минимизировать вибрации.

Для задней либо передней подвески типа Макферсон характерно наличие опоры поперечного рычага и стабилизатора поперечной устойчивости. Их закрепляют к подрамнику, к боковой части которого фиксируются поперечные рычаги колёс. В большинстве случаев рычажное крепление двойное, что обеспечивает повышенную продольную жёсткость всей системы. Ко второму концу поперечного рычага прикреплён кулак благодаря шаровой опоре.

Верхняя часть поворотного кулака на задней либо передней подвеске Макферсона крепится к амортизационной стойке, а нижняя часть находится в тесном контакте с рычагом поперечным. В качестве дополнительной степени свободы используется и придания плавности хода на рычаге стоит ступичный подшипник с тормозным суппортом.

Неотъемлемым атрибутом работающей подвески служит амортизаторная стойка. Она включает в себя как сам амортизатор, так и соосную с ним пружину и буфер сжатия. Последний позволяет варьировать пружинное усилие и линейные характеристики. Нижняя часть в тесном контакте с кулаком, а вверху посредством резиновых втулок происходит крепление к брызговику крыла.

В конструкции также работает стабилизатор поперечной устойчивости. В его функционал включено снижение боковых кренов машины в общем. Крепление детали проводится на подрамнике благодаря двум опорам, а свободные концы из-за шарнирного соединения фиксируются с амортизаторными стойками.

Начинает работать подвеска Макферсон как только авто выезжает на неровную дорогу или совершает маневр. Например, когда машина наезжает на небольшое препятствие или попадается неровность на дорожном полотне, происходит смещение колеса в вертикальном направлении. Далее пружина сжимается, ведь на неё воздействуют основные силы в первые мгновения, а поглощением удара занимается амортизатор, который принимает на себя всю энергию.

Как выглядит подвеска автомобиля

Также на колесо действует сила, благодаря которой оно сдвигается в продольной оси. Удержать его на своей позиции помогают рычаги, смонтированные под определенным углом либо один фигурный рычаг. Во втором случае пара вершин его фиксируется на кузове, а третья вершина – на ступице.

После того как неровность преодолели, начинаются другие манипуляции. Пружина возвращается в первоначальную позицию, что провоцирует выравнивание колеса относительно кузова. Важно знать, что смещение колес осуществляется при движении вне зависимости друг от друга. Хотя часть вибраций и нагрузок поглощается такой подвеской, но всё же водитель и пассажиры ощущают определённые вибрации на неровных дорогах.

В тех случаях, когда оба колеса перемещается по неровностям, то вне зависимости от состояния и качества элементов подвески машину всё равно немного раскачивает по сторонам. Для подобных ситуаций в конструкции предусмотрен стабилизатор поперечной устойчивости. Он замыкает элементы двух колёс в единую систему. Фактически это балка-торсион, установленная для гашения колебаний и препятствования скручивания.

Плюсы и минусы подвески McPherson

Любые устройства имеют свои позитивные и негативные стороны. Не лишена плюсов и минусов конструкция подвески Макферсон. Основные ее достоинства состоят из таких позиций:

  • значительный эксплуатационный ресурс обеспечивается простотой конструкции и высокой степенью надёжности;
  • благодаря своей универсальности узел справляется с поставленными для него задачами как на передней оси, так и на задней;
  • производители выбирают конструкцию из-за невысокой стоимости производства и относительной недороговизне включенных в неё деталей;
  • компактность и ограниченный набор деталей позволяет устанавливать узел даже на небольших по габаритам автомобилях;
  • у подвески большой запас хода, что способствует снижению шансов на пробой или перераспределению энергии на кузов машины;
  • для подвижных частей конструкции снижена нагрузка, потому что основное усилие на себя принимает стойка, а для сайлентблоков и шаровых опор предусмотрена лишь подвижность, что повышает их эксплуатационный ресурс и запас хода.

Подвеска автомобиля Макферсон

Выбирая авто с McPherson, необходимо знать и о недостатках. Это позволит правильно эксплуатировать машину и сократить количество посещений автосервиса для ремонта или замены деталей.

К минусам популярного узла относятся такие факты:

  • специалисты отмечают определённую сложность в обслуживании, так как для замены или ТО какой-либо части приходится полностью извлекать узел, а для сжатия/разжатия пружины понадобится спецприспособление;
  • длительная нагрузка на стойку сказывается на сроке её эксплуатации, чем сильнее и больше усилие, тем ниже будет период нормальной эксплуатации;
  • происходит изменение углов развала/схождения в большом диапазоне, что сказывается на управляемости и устойчивости машины на трассе, а также происходит более интенсивный износ шин;
  • для того чтобы обеспечить надёжное крепление стойки, инженеры создают усиление в данной области кузова, в противном случае повышается риск возникновения трещин, сколов, очагов коррозии;
  • автомобили премиального класса, в которых критичным фактором служит уровень шума, не применяют подвеску McPherson из-за её шумовых характеристик, а вместо неё используют альтернативу в виде более тихого многорычажного варианта.

Применение

Не взирая на наличие небольшого числа минусов, на большинстве популярных моделей применяется данный вариант независимой подвески. Этому способствует её простота, надёжность и дешевизна для массового производства.

Кроме стандартного набора элементов, в конструкциях применяются модернизированные вариации. В таких вариантах принято менять стандартный амортизатор на гидропневматический аналог.

На каких машинах же стоит данный тип конструкции? Например, её можно встретить на Mercedes-Benz W124, многих моделях BMW, Skoda (Octavia), Mitsubishi (Lancer), Kia (Soul), Honda (Creta), Audi 80 и в отечественном автопроме ВАЗ 2109.

Доработка

Различные доработки осуществляются для того, чтобы минимизировать раскачку кузова при высокой скорости. Также улучшения позволяют обеспечить снижение крена в поворотах. При этом необходимо выдерживать угол развала-схождения колес, что позволит колесу плотно прижиматься к дороге, удерживая хорошее сцепление с полотном.

Различия

Основным конкурентом на рынке у Макферсон является многорычажный вариант. Его применение позволяет избавиться от излишних вибраций и нагрузок, улучшить комфорт для пассажиров и водителя во время езды. Однако в многорычажке большее количество элементов. Кроме амортизатора, пружин и подложек в ней используется несколько рычагов (четыре и более) поперечных и продольных типов. Это сказывается на стоимости.

Нереализованные возможности

Разработки ведутся в перспективе установки новых конструкций подвески для переднеприводных авто сзади. Там размещается полузависимая упругая поперечная балка. Также востребованным окажется продольный рычаг с торсионными пружинами.

Перспективы развития

В качестве развития необходимо уделять внимание устранению отрицательных сторон. В Макферсоне плечо обкатки всегда положительное по значению. Это значит, что ось поворота располагается изнутри от точки контакта колеса с дорожным покрытием.

Часть проблемы решена немецкой компанией ZF Lemförder за счёт введения дополнительных элементов. Такая амортизирующая конструкция встречается под названием Revo-Knuckle и имеет международный патент. Были введены два шарнира в схему, что позволило разделить функционал поворотного и направляющих механизмов.

По характеристикам полученная система похожа на двухрычажную конструкцию. В результате прохождения поворотов, особенно при наличии даже небольшой колеи, авто ведёт себя более предсказуемо и устойчиво. Система защищена от возможных люфтов и нежелательных колебаний кузова.

Комментарии
  • ВКонтакте
  • на сайте
  • Добавить комментарий

Соц. сети