Что такое подвеска макферсона
Подвеска МакФерсон (McPherson): устройство, как работает
В статье описан принцип работы, устройство, а так же плюсы и минусы подвески McPherson. Наведены основные неисправности, отличия от многорычажной подвески и на каких автомобилях чаще всего встречается. В конце статьи видео-обзор подвески МакФерсон. В статье описан принцип работы, устройство, а так же плюсы и минусы подвески McPherson. Наведены основные неисправности, отличия от многорычажной подвески и на каких автомобилях чаще всего встречается. В конце статьи видео-обзор подвески МакФерсон.
Подвеска автомобиля одна из главных составных ходовой системы, за счет которой автомобиль передвигается. Одним из таких примеров считается подвеска МакФерсон, которую часть можно встретить на автомобилях с передним приводом. Это один из самых распространенных видов независимой подвески, к тому же мало прихотливый в плане запчастей и поломок. Так же можно сказать, что McPherson это развитый вид подвески на двойных поперечных рычагах, в которой инженеры вместо верхнего поперечного рычага установили амортизаторную стойку.
За счет компактной структуры и малого количества деталей подвеска МакФерсон позволяет расположить двигатель и трансмиссию поперечно, а крутящий момент, как правило, передается на переднюю ось автомобиля. Еще один плюс McPherson – большой ход, позволяющий препятствовать пробоям. Рассмотрим более подробно устройство подвески, характеристики и возможности в плюсах и минусах.
Как и когда появилась подвеска МакФерсон
Как уже говорили, современная подвеска МакФерсон прошла не одну модификацию и показала неплохие результаты. Родоначальником данного типа считают подвеску на двойных поперечных рычагах. Свое название система получила в честь инженера конструктора компании General Motors – Эрла Стили МакФерсона, разработавшему все механизмы и внедрившего в автомобили.
Впервые о подвеске МакФерсон заговорили еще в 40-ых годах прошлого века. Именно тогда в 1948 году её впервые испытали и установили на серийную модель Ford Vedette 1948. Со временем, после смерти инженера-конструктора (годы жизни Эрла МакФерсона — 1891-1960 года), модифицированную версию стали использовать и на других автомобилях марки, а с начала 70-ых годов подвеску МакФерсона подхватили и другие производители для своих автомобилей.
Устройство и принцип работы подвески МакФерсон
Не меньше интерес к самому устройству механизма подвеска, а так же его принципу работы. Как уже было сказано выше, прародителем данного типа стала подвеска на двойных поперечных рычагах, так же относящейся к классу независимых подвесок. Характерная особенность такого типа механизма – это наличие пружины в ее верхней части. Так же инженеры выделяют 5 основных деталей отличия стойки от обычного амортизатора:
Среди основных механизмов подвески МакФерсон, можно отметить:
Теперь о каждой детали по порядку, для чего они предназначены и какую роль выполняют в механизме. Первым рассмотрим подрамник, так как он считается несущим элементом всей системы. К кузову автомобиля подрамник крепится с помощью сайлентблоков. За счет таких резинометаллических элементов инженерам удалось уменьшить передачу вибрации на кузов автомобиля и уменьшение шума.
В свою очередь к подрамнику крепится рулевой механизм, стабилизатор поперечной устойчивости и опоры поперечного рычага. Боковую часть подрамника так же не оставили в стороне, к ней крепятся поперечные рычаги левого и правого колеса. Как правило, крепление таких рычагов двойное и придает всей конструкции, в продольном направлении особую жесткость. В завершение, к другому концу поперечного рычага, за счет шаровой опоры инженеры прикрепили поворотный кулак.
Продвигаясь дальше по механизму подвески МакФерсон, прикреплен поворотный кулак к рулевой тяге за счет шарнирного соединения. Самый вверх поворотного кулака крепится к амортизаторной стойке, нижняя часть – соединена с поперечным рычагом. Как дополнение на нем расположен подшипниковый узел (ступичный подшипник и ступица колеса) и тормозной суппорт.
Следующая составная деталь подвески МакФерсон – амортизаторная стойка, одновременно объединяющая в себе сразу пару механизмов: металлическая пружина и амортизатор, расположенные на одной оси с буфером сжатия. За счет последнего можно менять линейные характеристики упругости пружины амортизаторной стойки. Нижняя часть стойки соединена с поворотным кулаком, верхняя часть за счет резиновых втулок прикреплена к брызговику крыла. Стоит понимать, что именно этот механизм зависит от производителя, некоторые умудряются разъединить амортизатор и пружину на два отдельных конструктивных элемента.
Еще один неотъемлемый элемент подвески МакФерсон – стабилизатор поперечной устойчивости. Основное предназначение механизма это снижение боковых кренов автомобиля в целом. Сам же стабилизатор крепится к подрамнику за счет двух опор, а вот концы стабилизатора за счет шарнирного соединения крепится к стойкам амортизаторов.
Рассмотрев устройство подвески МакФерсон, рассмотрим принцип работы всей системы. Что и в каком порядке двигается и чего ожидать в случае не соблюдений правил. В случае наезда на препятствие, или неровность, колесо автомобиля смещается в вертикальном направлении относительно кузова. Сжимается пружина амортизационной стойки и рычага, которые крепятся за счет подвижных соединений к несущей части и ступице колеса.
На видео принцип работы подвески МакФерсон
Преодолев неровность, начинается обратный процесс. Пружина амортизационной стойки принимает исходное положение, за счет чего колесо начинает выравниваться относительно кузова автомобиля. Стоит понимать, что во время преодоления неровностей, каждое колесо смещаются независимо друг от друга. Как бы ни утверждали производители, что подвеска МакФерсон отлично справляется с неровностями, часть из ударов все же передает на кузов автомобиля.
Если оба колеса автомобиля движутся по неровностям, то, несмотря на мягкость пружин и качество амортизаторов, кузов автомобиля может раскачивать со стороны в сторону. В таком случае инженеры используют стабилизатор поперечной устойчивости, который связывает две независимые подвески одно оси в одно целое. Особых форм нет, это обычный торсион, который за счет появления разных сил препятствует скручиванию и гасит колебания кузова по сторонам.
Схема подвески МакФерсон
Что такое подвеска Макферсон и чем она хороша для простого автовладельца
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.
Устройство подвески Макферсон
Она состоит:
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
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.
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.
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
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.
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.
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.
Макферсон (подвеска)
Из Википедии — свободной энциклопедии
Для подвески макферсон важное значение имеет такой параметр, как наклон амортизаторной стойки, которая в её случае фактически выполняет роль шкворня. Для коррекции ходовых качеств автомобиля применяют как продольный, так и поперечный наклон.
Подвеска макферсон может использоваться как для передних, так и для задних колёс. Однако в англоязычных странах аналогичную подвеску задних колёс принято называть «подвеской Чепмена» (англ. Chapman strut ). В отечественной практике иногда в том же значении используется термин «свечная подвеска» или «качающаяся свеча».
В сравнении с подвеской на двойных поперечных рычагах, макферсон уступает по параметрам кинематики (главным образом из-за существенно большего изменения развала колёс при ходах сжатия и отбоя), в значительно большей степени передаёт на кузов автомобиля вибрации и шумы, занимает много места по высоте, а также сложнее в обслуживании из-за необходимости демонтажа всей стойки, например, для замены или ремонта амортизатора, но более дёшева и технологична в производстве, компактна по ширине и имеет небольшую массу, что обусловило широчайшее её применение в практике современного автомобилестроения.
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:
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:
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:
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).