Подвеска макферсон что это
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.
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.
Независимая подвеска McPherson
Подвеска McPherson – наиболее распространенный тип независимой передней подвески, применяемый на легковых автомобилях. Устройство представляет собой однорычажную конструкцию с амортизационной стойкой и стабилизатором поперечной устойчивости (чем отличается стойка от амортизатора будет рассмотрено далее). Широкое применение обусловлено низкой стоимостью производства при оптимальных рабочих качествах. Данный тип подвески применяется также и на задней оси автомобиля.
История создания
Данная подвеска была разработана на базе двухрычажной, применявшейся в 1940-х годах. Разработал и внедрил в серийное производство свое изобретение инженер компании Ford Эрл МакФерсон. Решением, позволившим упростить конструкцию подвески с двумя поперечными рычагами, стало применение несущей амортизационной стойки. Характерной особенностью являлось наличие пружины в ее верхней части. В собранном виде конструкция представляла собой единое целое. Это позволило отказаться от необходимости использования верхнего рычага. Первым серийным автомобилем с данной конструкцией передней подвески стал Ford Vedette 1948 года выпуска. Позже модифицированные варианты стали использовать и на других автомобилях концерна. В 70-х идею МакФерсона подхватили остальные автопроизводители. Тип подвески назвали именем создателя.
Составляющие элементы подвески
Амортизационная стойка
Представляет собой амортизатор с установленной на корпусе витой пружиной. Пружина зажата между нижней и верхней чашками. Верхняя опора амортизатора закреплена на кузове в специальной нише под крылом автомобиля. Поворот колеса осуществляется за счет интегрированного в нее подшипника. Нижняя часть стойки МакФерсон соединяется со ступичным узлом. Стойка устанавливается не вертикально, а под определенным углом к колесу автомобиля в поперечной плоскости. Данный угол называется углом поперечного наклона шкворня или KPI и оказывает большое влияние на управляемость автомобиля. Данный параметр не регулируется и закладывается в конструкцию подвески при проектировании.
Нижний поперечный рычаг
Направляющий элемент, обеспечивающий вертикальное перемещение подвески. Имеет две точки крепления к подрамнику кузова. Реже встречается вариант с одним креплением, при этом вторая точка дублируется продольной (реактивной) тягой. Через шаровое соединение фиксирует ступицу колеса в ее нижней части.
Стабилизатор поперечной устойчивости
Упругая изогнутая металлическая тяга, закрепленная на подрамнике и обоих рычагах. Предназначена для выравнивания поперечного крена автомобиля. При поворотах сторона с меньшим наклоном поддерживает противоположную.
Отличие амортизационной стойки от амортизатора
Амортизатор – демпфирующий элемент подвески, предназначенный для гашения колебаний. Амортизационная стойка, в свою очередь, состоит из амортизатора и пружины. Таким образом, помимо конструктивных особенностей, стойка выполняет намного больше функций, а именно является одновременно несущим, упругим и демпфирующим элементом конструкции.
Отличие стойки от обычного амортизатора:
Принцип работы подвески
Работа независимой подвески МакФерсон базируется на принципе “качающейся свечи”. Основным элементом системы является направляющая амортизационная стойка.
Основные преимущества
Подвеска McPherson обладает основными преимуществами для применения в автомобилях бюджетного и среднего класса, где в первую очередь значение имеет невысокая стоимость производства.
Основные недостатки
Минусы конструкции существенно снижают характеристики комфорта и управляемости. По этой причине МакФерсон в настоящее время практически не используется на автомобилях класса люкс. Предпочтение отдается более сложной и дорогостоящей двухрычажной схеме.
Задняя подвеска типа Макферсон
На автомобилях с независимой подвеской сзади также применяется схема МакФерсон. Однако ее разрабатывал уже другой конструктор по фамилии Чапмен. В названии часто используется и его имя. Принцип действия и устройство аналогичны передней.
Несмотря на имеющиеся недостатки, подвеска на основе направляющих стоек оптимальна для большинства легковых автомобилей среднего класса. Одними из решающих преимуществ остаются стоимость производства и ремонтопригодность.
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
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:
Поперечные рычаги, расположенные внизу, соединяются между собой штангой стабилизатора, что дает возможность подавлять раскачку автомобиля, добиваясь его выравнивания.