Подвеска передняя макферсон: 403 — Доступ запрещён – 403 — Доступ запрещён

Содержание

Подвеска МакФерсон: устройство, схема, плюсы и минусы

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.

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.

Загрузка…

Подвеска Мак-Ферсон — Энциклопедия журнала «За рулем»

Подвеска Мак-Ферсон (McPherson), основным элементом которой служит амортизаторная стойка, является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет только снизу один или два поперечных рычага.

Передняя подвеска автомобиля:
1 — шаровая опора;
2 — ступица;
3— тормозной диск;
4 — защитный кожух;
5 — поворотный кулак;
6 — нижняя опорная чашка;
7 — пружина подвески;
8 — защитный кожух;
9 — буфер сжатия;
10 — верхняя опорная чашка;
11 — резиновый элемент верхней опоры;
12 — защитный колпак;
13 — подшипник верхней опоры;
14 — шток;
15 — опора буфера сжатия;
16 — телескопическая стойка;

17 — гайка;
18 — эксцентриковый болт;
19 — поворотный кулак;
20 — вал привода переднего колеса;
21 — защитный чехол шарнира;
22 — наружный шарнир вала;
23 — нижний рычаг;
а — стойка с полым поворотным рычагом;
б — стойка с цельнометаллическим поворотным рычагом

Снизу амортизаторная стойка крепится к поворотному кулаку, а сверху — к брызговику кузова автомобиля.
При повороте управляемых колес амортизаторная стойка поворачивается вместе с закрепленной на ней пружиной, что требует применения в верхней опоре подшипника качения или скольжения с низким значением трения. Винтовые пружины, расположенные вокруг амортизаторной стойки, обычно устанавливаются под некоторым углом к ее оси. Такой способ установки обеспечивает снижение величины «пороговой жесткости» подвески, когда сначала при небольших вертикальных усилиях со стороны колеса не происходит сжатия пружины, а затем она сжимается довольно резко. Это позволяет устранить неприятные ощущения при движении по относительно ровным дорогам. Подвеска Мак-Ферсон обеспечивает незначительное, по сравнению с подвеской на двойных рычагах, изменение развала колес при их вертикальном перемещении.

К основным преимуществам подвески Мак-Ферсон следует отнести то, что она занимает небольшой объем и создает удобства при поперечном размещении силового агрегата, что обусловило ее широкое применение.
Однорычажные (McPherson) стали самыми распространенными на переднеприводных автомобилях с поперечно расположенным двигателем. Эти подвески просты по конструкции; у них малый вес неподрессоренных масс и низкая стоимость.
Однако у McPherson худшие кинематические свойства, чем у подвески на двойных поперечных рычагах; с ней у автомобиля неизбежны большие продольные крены при торможении; и, главное, большие нагрузки на шток и на опору. По этим причинам в последние годы ведущие автопроизводители начали отходить от классической стойки McPherson. Обна из наиболее интересной из них — конструкция Revo-Knuckle.

Устройство, принцип работы и применение подвески Макферсон

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.

Подвеска МакФерсон принцип работы надежностьПодвеска автомобиля

Один из инженеров компании Форд Эрл МакФерсон в послевоенные годы предложил конструктивно новый вариант подвески, названный позднее его именем. Цель заключалась в снижении себестоимости при изготовлении составляющих деталей.

Но бытует мнение, что необходимость разработки подвески МакФерсон диктовалась идеями создания переднеприводных автомобилей. Чтобы ведущему колесу обеспечить вращение относительно вертикальной оси, требовалось освободить пространство для привода (ШРУС).

И вот, в свет вышла и применяется до сих пор независимая подвеска типа MacPherson, проявившая себя, как относительно надежная, ремонтопригодная и недорогая.

Устройство и схема подвески MacPherson

Отличие подвески Мак-Ферсона от классической двухрычажной заключается в том, что роль верхнего рычага играет опора телескопической стойки, а сама стойка сочетает пружину и амортизатор в одном узле.

Подвеска является независимой, так как для каждого колеса она своя. В основе лежит поперечный рычаг (3). Изначально он имел I-образную форму и крепился непосредственно к кузову автомобиля с помощью сайлент-блока. После модернизации он получил L-образную конфигурацию с двумя сайлентблоками.

Такое устройство позволило снизить колебания подвески в продольном направлении. Чтобы уменьшить нагрузку на кузов и долю передаваемой вибрации, на современных машинах устанавливается подрамник. На нем монтируется рулевая рейка, стабилизатор и нижние рычаги.

Второй конец рычага, посредством шаровой опоры, соединен с поворотным кулаком. Кулак содержит внутри себя ступицу и обеспечивает свободный доступ для привода. Вверху он крепится к стойке (1). Амортизационная стойка — это сложный узел, который состоит из самого амортизатора и пружины, одним концом упирающейся в нижнюю чашку, а другим — в верхнюю опору (7) через подшипник.

Опорный подшипник обеспечивает вращение стойки вместе с поворотным кулаком. Опора стойки крепится к кузову в районе брызговика. Обязательным элементом выступает стабилизатор (2).

Он представляет собой торсион, который соединяет правую и левую стойки. При попадании колеса на неровный участок часть нагрузки переходит к противоположной стойке. Это заставляет кузов качаться на пружинах, двигаясь поступательно. Свое название стабилизатор получил за то, что при поворотах на ходу он уменьшает крен машины, распределяя нагрузку.

Элементы рулевого управления (рулевая тяга, наконечник и контргайка) на рисунке обозначены позициями 4, 6 и 5, соответственно.

Назначение отдельных узлов


Нижний рычаг способен совершать колебания большой амплитуды относительно точек опоры — сайлентблоков. Сайлентблоки — расходный материал из резины и металла, и по мере разрушения подлежат замене.

Шаровая опора обеспечивает вращение поворотного кулака со ступицей относительно вертикальной оси, независимо от угла наклона нижнего рычага. Этот несущий элемент подвески МакФерсон и требует пристального внимания. При возникновении люфта опора должна быть заменена.

Пружина служит для гашения колебаний. Она довольно долговечна, но со временем металл, из которого изготовлена пружина, теряет свои свойства и наблюдается ослабление жесткости. Проявляется это в увеличении амплитуды колебаний и заниженной посадке автомобиля.

Амортизатор имеет в основе два цилиндра. При перемещении одного относительно другого происходит перетекание жидкости. Предназначен для гашения колебаний пружины. Амортизатор испытывает очень большие нагрузки, особенно в крайних положениях. Это может привести к повреждению перепускных клапанов. Стойка выходит из строя. Симптомами являются незатухающие длительное время колебания.

В конечном счете, весь удар при проезде по неровностям будет передан опоре и опорному подшипнику. Нетрудно догадаться, какие требования предъявляются к конструкции и материалу данных узлов.

Принцип работы подвески MacPherson

Для того, чтобы представить подвеску MacPherson в работе, необходимо последовательно проследить за передачей усилия при проезде неровностей.

Если колесо встречает препятствие, заставляющее его двигаться вверх, то отсутствие жесткого крепления к кузову и наличие нижнего рычага передадут усилие на пружину. Она начнет сжиматься, забирая в себя огромную долю энергии. Телескопическая стойка начнет гасить колебания пружины. Оставшаяся часть энергии приведет в движение кузов автомобиля, предварительно перейдя на опору.

Если же колесо попадает в яму, то происходит аналогичный процесс с растяжением пружины. Не стоит забывать, что энергия еще и распределяется между соосными колесами. Применение шарниров и сайлентблоков так же уменьшают усилие на несущие элементы.

Модернизация перечисленных узлов позволяет конструкторам вести постоянные работы по увеличению мягкости и бесшумности работы подвески.

Обеспечение поворота колеса при маневре происходит за счет свободного вращения стойки в точках опоры:

  • вверху — в подшипнике;
  • внизу — в шаровой опоре.

Плюсы и минусы подвески MacPherson


Как и любой узел, подвеска МакФерсон имеет свои достоинства и недостатки.

Плюсы

  • Простота конструкции. Есть возможность производить сборку подвески на отдельном этапе, и уже в готовом виде устанавливать на автомобиль. Это снижает энергозатраты на конвейере.
  • Малые габаритные размеры. Разработчики постоянно стараются уменьшить массу автомобиля, что приводит к снижению расхода топлива и улучшению динамических показателей. Подвеска МакФерсон в этом вопросе имеет огромные преимущества. Габариты позволяют устанавливать ее на компактные авто.
  • Надежность. Заключается не в большом пробеге без ремонта, а в том, что замене подлежит минимальное количество узловых деталей: сайлентблоки, шаровые опоры, стойки, опорные подшипники.
  • Возможность привода переднего колеса и поперечное расположение двигателя. Отсутствие балки дает свободу в подкапотном отсеке. Это положительный аспект как для разработчиков, так и для автолюбителей.
  • Диагностика неисправностей. Существует ряд стандартных процедур для определения вышедших из строя узлов. Это облегчает задачу при ремонте.
  • Выдерживает большую массу. Несмотря на то, что подвеска устанавливается только на легковые автомобили, разработчики не беспокоятся о массе двигателя и КПП.

Минусы

  • Усилия, передаваемые на кузов, часто приводят к разрушению металла. Это большая проблема, так как в месте крепления опоры на кузове выбит его номер.
  • Высокий уровень шумности. С этим побочным эффектом не перестают бороться даже мировые лидеры в автомобилестроении.
  • Смещение в продольном направлении. На автомобилях ВАЗ, где применяется I-образный рычаг, установлены распорные тяги. L-образный рычаг решил эту проблему.
  • Невозможность применения на грузовых автомобилях (технологически невозможно) и спортивных машинах (ограничения по некоторым параметрам)

Взвесив плюсы и минусы подвески типа MacPherson, производители легковых автомобилей всех классов, кроме спортивных, отдали ей предпочтение. Гораздо выгоднее вести усовершенствование узлов, чем разрабатывать принципиально новую конструкцию.

назад Адаптивная подвеска автомобиля — что нужно знать? Вперед В чем особенность подвески для дрифта

Похожие статьи

Подвеска МакФерсон (MacPherson) — история, плюсы и минусы

Сегодня большинство автомобилей оборудуются подвеской, названной в честь ее изобретателя – американского инженера Эрла Стили МакФерсона. Причем, устанавливается она как на переднюю, так и на заднюю ось автомобиля. В чем же секрет популярности этой подвески, какие у нее преимущества и недостатки, мы расскажем в этом материале.

История: гениальная замена

С тех пор, как автомобильные компании перешли на массовый выпуск машин, в которых использовались различные виды независимых подвесок, шел постоянный поиск наиболее оптимальной конструкции. К 1940-м годам была, в частности, изобретена независимая подвеска на двойных поперечных рычагах, снискавшая популярность у производителей из-за своей универсальной функциональности – инженер мог жестко настроить ее установочные параметры, выбирая, в зависимости от того, где будет эксплуатироваться автомобиль, определенную геометрию размещения рычагов. Как раз в эти годы в США над созданием нового бюджетного автомобиля Chevrolet работала группа инженеров, в числе которых был Эрл Стили МакФерсон. На прототип новой модели, которая называлась Cadet, он предложил установить усовершенствованный вариант независимой подвески на двойных поперечных рычагах. Усовершенствование это касалось замены верхнего рычага с шаровой опорой и амортизатора на амортизаторную стойку, которая сочленялась с поворотным шарниром, закрепленном на брызговике. В результате конструкция получалась более компактной, легкой и имеющей меньше деталей, чем подвеска на двойных поперечных рычагах.

Впрочем, этой конструкции не суждено было пойти в серию, так как разработка модели Cadet была свернута. Не найдя поддержки в General Motors, Эрл МакФерсон ушел работать в компанию Ford. Там к изобретенной им конструкции отнеслись с большим вниманием. Первым серийным автомобилем, на котором использовалась подвеска МакФерсона, стал Ford Vedette 1948 года выпуска.

Ford VedetteFord Vedette

Эта модель выпускалась во Франции и предполагалась для европейского рынка. Впоследствии эта подвеска устанавливалась на модели Ford Zephyr и Ford Consul. Затем этот вид подвески с некоторыми доработками стали устанавливать на модели других производителей. Широкое применение подвеска МакФерсона получила в 1970-х годах и в настоящее время ее массово устанавливают на разные классы автомобилей.

Устройство: во главе угла – амортизационная стойка

Именно она, амортизационная стойка, стала основным конструктивным элементом подвески, за счет которой в значительной мере было упрощено устройство этого агрегата. Помимо амортизационной стойки с витой пружиной, которая сочленена шарниром в верхнем конце с брызговиком, в состав подвески входят нижний поперечный рычаг, реактивная тяга либо стабилизатор поперечной устойчивости, поворотный кулак и рулевая тяга.

Подвеска МакФерсонаПодвеска МакФерсона

Кстати, есть модели автомобилей, где витая пружина и амортизационная стойка не составляют единого целого, а конструктивно разъединены. Такая подвеска устанавливается на Mercedes-Benz, Ford. Существуют подвески МакФерсон, где роль упругого элемента играет торсион, заменивший витую пружину. Такой подвеской обладает Porsche 911.

Подвеска МакФерсона на примере Porsche 911Подвеска МакФерсона на примере Porsche 911

Важным параметром этой подвески является угол наклона амортизационной стойки – различают продольный и поперечный угол наклона.

Преимущественно эта подвеска устанавливается на переднюю ось, хотя есть автомобили, где подвеска такой же конструкции имеется и на задней оси. Однако она носит другое название – подвеска Чапмена, в честь инженера компании Lotus Колина Чапмена, который разработал аналогичную конструкцию, которая, однако, была больше пригодна для установки на заднюю ось.

Подвеска ЧапменаПодвеска Чапмена

Плюсы и минусы подвески МакФерсона

Несмотря на массовое распространение этого вида независимой подвески, у нее имелись как преимущества, так и недостатки из-за которых, в частности, многие производители отказались от использования МакФерсон на своих моделях, и вернулись к усовершенствованным подвескам на двойных поперечных рычагах.

Впрочем, благодаря преимуществам, которые в процессе разработки выделил сам Эрл МакФерсон, подобная конструкция подвески до сих пор самая массовая. За счет чего же ей удалось завоевать автомобильный мир? К плюсам этого вида подвески относится компактность, малая масса неподрессоренных элементов, относительная дешевизна изготовления. К тому же, за счет значительного расстояния между опорными узлами по высоте, такая подвеска лучше компенсирует силы реакции дороги, которые передаются от колес в места ее крепления к кузову. Также эта подвеска может производить большие конструктивные ходы, что тоже является положительным аспектом ее конструкции. Наконец, ее упорный подшипник качения, нижний рычаг и шаровой шарнир обладают большим запасом износостойкости.

Перейдем к недостаткам. Подвеска МакФерсон обладает большими ходами подвески, чем та же конструкция с двойными поперечными рычагами, а это негативно сказывается на управляемости автомобилем. Второй минус – передача сил реакции от дороги тут приходится на брызговик крыла, который является не самой надежной конструкцией. Поэтому постепенно при езде по дорогам низкого качества (характерно для России) начинается разрушение точек крепления амортизационных стоек к брызговику. Это в значительной мере снижает ресурс подвески. Третий минус – неразборная конструкция современных амортизационных стоек. При их износе приходится заменять стойку в сборе. Если этого не сделать, подвеска будет регулярно пробиваться, что в конечном итоге скажется на нарушении геометрии кузова. Четвертый минус – ухудшение работы подвески из-за возникающего между штоком и направляющей трения. Пятый минус — низкий уровень изоляции от шумов, исходящих от дорожного покрытия. Шестой минус – худшая, чем у подвески с двойными поперечными рычагами, компенсация продольного крена.

Именно из-за этих недостатков некоторые производители люксовых автомобилей решили отказаться от использования подвески МакФерсон. Но даже несмотря на перечисленные недостатки, этот вид независимой подвески остается популярным для автомобилей бюджетного класса.

«МакФерсон» (подвеска): устройство, схема :: SYL.ru

Система «МакФерсон» — подвеска, часто применяемая на автомобилях серийного выпуска бюджетной категории. При этом механизм никогда не используется при создании дорогих моделей, а также спортивных и гоночных машин.

«МакФерсон» — подвеска конструктивно простая, хоть и состоит из множества мелких деталей, взаимосвязанных друг с другом. Принцип действия основан на движении амортизационной стойки в вертикальной плоскости. В обиходе подвеска МакФерсона называется «качающаяся свеча».

макферсон подвеска

Немного истории

Механизм получил свое название по имени инженера Эрла МакФерсона, работавшего на одном из предприятий «Форда». Политика фирмы в то время ориентировалась на удешевление деталей, узлов и агрегатов, из которых собирались автомобили. Инженер МакФерсон, подвеска которого обещала стать прорывом в области экономии средств, для начала установил свое изобретение на малолитражку «Форд Ведет», а затем, после успешных испытаний, еще на две модели: «Форд Зефир» и «Форд Консул» 1950 и 1951 годов выпуска соответственно. Все эти машины выпускались крупными партиями, поэтому экономия материалов и затрат на сборку вырисовывалась существенная.

Конструктивные особенности

После того как МакФерсон заменил обычные верхние рычаги с шаровыми опорами на амортизационные стойки с шарниром на конце, он получил компактную и сравнительно недорогую конструкцию с упрощенной кинематикой. Единственным сомнительным моментом в работе нового механизма было колебание колеса в плоскости развала. Однако амплитуда была небольшой и проблемы не составила, кроме того, резина стала изнашиваться более равномерно.

подвеска макферсон

Изобретатель и ограничения

Инженер МакФерсон, подвеска которого сразу была запущена в производство, поставил перед собой задачу по дальнейшему ее удешевлению. Однако ему пришлось столкнуться с факторами, которые не позволяли применять дешевые материалы. Элементарные расчеты прочностных характеристик заставляли использовать высококачественный металл. Существовал порог запаса прочности деталей ходовой части автомобиля, превышение которого не допускалось. В дальнейшем подвеска МакФерсона производилась по избыточным технологиям, обеспечивающим достаточный коэффициент надежности всего механизма.

подвеска макферсон схема

Различия

Принципиальное отличие нового изобретения от предыдущей схемы заключалось в переносе шаровой опоры в крайнюю верхнюю точку амортизационной стойки. Шарнир при этом был изменен, опора превратилась в шариковый подшипник радиальной конструкции. Теперь вся нагрузка приходилась на верхушку амортизационной стойки. Штампованный брызговик моторного отсека из тонкого металла, на котором крепился узел, уже не отвечал задачам, и его пришлось усилить в несколько раз.

После всех усовершенствований подвеска «МакФерсон», схема которой представлялась упрощенной, по своим параметрам стала полностью соответствовать требованиям безопасности.

передняя подвеска макферсон

Массовое применение изобретения МакФерсона началось в семидесятых годах прошлого столетия, когда удалось создать телескопическую стойку нового образца с достаточным ресурсом. Подвеска МакФерсона стала технологичной и малозатратной в изготовлении, что позволило использовать механизм в производстве легковых автомобилей малого и среднего класса.

Нереализованные возможности

С 1982 года появилась тенденция использования подвески на автомобилях более дорогих и престижных. «Опель Сенатор», «Ауди 100», «Мерседес 124» и практически весь модельный ряд легковых БМВ стали оснащать устройством «МакФерсон». В течение нескольких лет такое решение себя оправдывало. Однако на определенном этапе подвеска независимая МакФерсона стала отставать по своим техническим характеристикам от развития автомобильного производства в целом и уже не подходила для дорогих моделей, которые требовали более качественной кинематики и плавности хода. Кроме того, машины бизнес-класса по своим характеристикам не нуждались в дешевых деталях в принципе.

подвеска макферсон устройство

В итоге подвеска «МакФерсон», устройство которой в целом соответствовало своему прямому назначению, стала применяться в производстве автомобилей эконом-класса, выпускаемых в огромном количестве по всему миру. Принцип действия агрегата позволял совершенствовать конструкцию и делать ее все более технологичной и удобной для сборочного процесса.

Устройство

Передняя подвеска МакФерсона состоит из нижнего продольного рычага, который крепится на подрамник и обеспечивает функцинирование основной конструкции. Амплитуда раскачивания механизма достаточно широкая, с запасом хода. Нижний поперечный рычаг является несущим, к нему на шарнире подсоединяется непосредственно телескопическая стойка, так называемая свеча.

В верхней части стойки, в зоне ее утолщения, на специальных кронштейнах монтируется верхний рычаг. Поворотная стойка соединяется с конструкцией посредством сайлент-блоков. Все детали расположены таким образом, что у переднеприводной машины полуось с шарниром ШРУС на конце беспрепятственно проходит к ступице колеса. Нижние поперечные рычаги соединяются штангой стабилизатора, подавляющей раскачку автомобиля и его выравнивание.

задняя подвеска макферсон

Инженер МакФерсон пробовал применить разработанную им подвеску на задних колесах и даже установил ее на модель «Шевроле Кадет», однако конструкция не выдержала нагрузок, и машину пришлось вернуть в прежнее состояние с размещением заднего моста на рессорах. Это произошло в 1955 году, и с тех пор попыток больше не было.

Доработка

Задняя подвеска МакФерсона как основа для технической разработки была использована в 1957-м еще одним инженером — Колином Чепменом, сотрудником фирмы «Лотос». Он установил агрегат на автомобиль «Лотос Элита» и существенно его доработал, максимально расширив параметры рычажной системы. Прочность подвески возросла, и она заработала в полную силу. Однако ведущие производители скептически отнеслись к новинке Чепмена. Некоторые отметили, что конструкция больше подходит для детских автомобилей, так как переплетения ее рычагов выглядят неосновательно.

Преимущества устройства

Рассмотрим плюсы:

  • независимая подвеска МакФерсона обходится недорого при условии ее заблаговременной сборки из готовых деталей на отдельном участке и последующей установки на автомобиль;
  • компактные характеристики, позволяющие устанавливать в моторном отсеке двигатели с поперечным расположением;
  • значительное расстояние между основными узлами, способствующее минимизации инерционных сил;
  • потенциал в совершенствовании конструкции;
  • выработка шарнирных соединений сразу же проявляется и становится заметной из-за постукивания на неровной дороге.
подвеска независимая макферсон

Недостатки

Минусы заключаются в следующем:

  • слабые кинематические параметры, склонность переднего колеса к изменению угла наклона в вертикальной плоскости, иногда в существенных пределах;
  • постепенное растрескивание гнезда брызговика, в посадочном месте опорного подшипника амортизационной стойки и, как следствие, появление коррозии;
  • при экспуатации на дорогах с некачественным покрытием рабочий ресурс подвески МакФерсона резко снижается;
  • ремонт устройства, как текущий, так и капитальный, обходится дорого, поскольку это связано с очень сложной системой сборки-разборки узлов;
  • отсутствие компенсации при продольных кренах автомобиля, возвратные откаты практически отсутствуют;
  • по причине конструктивной механической субтильности подвеска «МакФерсон» никогда не используется в спортивных моделях и гоночных болидах;
  • рамные автомобили не могут нести подвеску типа «МакФерсон», так как нет возможности совместить ее верхние кронштейны с базой — слишком высоко;
  • подвеска не совмещается с гидропневматикой ходовой части большинства моделей классов С и Е;
  • задняя подвеска не выдерживает продольных напряжений, особенно в режиме экстренного торможения.

Обсуждение:Макферсон (подвеска) — Википедия

Rename icon.svg Эта статья была переименована по результатам обсуждения от 12 марта 2010 года.
Старое название Подвеска Макферсона было изменено на новое: Макферсон (подвеска).
Для повторного выставления статьи на переименование нужны веские основания, иначе такое действие будет нарушать правила (см. п. 8).

Инетересно где автор этой странички увидел на картинке стабилизатор поперечной устойчивости? 🙂 я там только реактивную тягу вижу, которой к стати нет в списке. Честно говоря, я вообще мало что понял из этой статьи…а стабилизатор, скорее всего второй рычаг(фиолетовый)

Стабилизатора здесь вобще нету, а фиолетовым обозначкна стойка стабилизатора95.111.218.62 19:46, 25 июля 2009 (UTC)
Да видимо есть, фиолетовая дрянька, только не дорисована средняя часть. Ну можете считать что это просто растяжка нижнего рычага, хотя такую конструкцию в реале с ходу я лично не припомню — либо треугольные рычаги, либо растяжка одновременно являющаяся стабилизатором… Эту картинку я давно уже перерисовать хочу, руки не доходят. Может возьмётесь ? DL24 18:09, 27 июля 2009 (UTC)
Может вы и правы, но сиреневым цветом и обозначена пружина, поетому рисунок действительно нужно переделать. К сожелению я несмогу ето сделать потому что занят.—93.180.230.121 22:38, 7 августа 2009 (UTC)

Ooooчень сомневаюсь что «макферсон страт» изобрели в 1960-м, он встречается на Форде Таунусе 57 года и Ford Zephyr аж 1951-вого и Ford Vedette 1949-го. Кроме того изобрёл её итальянец Fornaca, работавший на Фиате, ещё в 1920х годах, согласно англопедии (и есть источник). Товарищ МакФерсон как раз разрабатывал Ford Vedette и впервые применил такую подвеску на *серийном* драндулете. DL24

Кажется, на изображении неправильно показана. На сколько я знаю, шаровая опора — под рычагом. 88.81.247.18 10:55, 4 сентября 2008 (UTC)

  • То, что там обозначено цветом «шаровая опора» (сине-зелёный) однозначно ей не является, да. DL24 19:30, 4 февраля 2009 (UTC)
  • Шаровая опора (шарнир) соединяет нижний рычаг (синий) с поворотным кулаком (красный). На изображении не выделена (да и маленькая она (он)). А сине-зелёным обозначен ВЕРХНИЙ ШАРНИР («шарнирное крепление стойки» — слова «шаровый» там и нет) — обычно это упорный подшипник, опирающийся через резиновый демпфер на крыло.
После того как я год назад поменял подписи к картинке — конечно всё стало правильно… а претензии у человека были к старому варианту, где это была шаровая опора. DL24 20:18, 9 октября 2011 (UTC)
  • И ещё. Шаровый шарнир в этой подвеске не работает на разрыв. А работает на боковые усилия. Рычаг к кузову закреплён шарнирно, и усилий вверх-вниз не испытывает, и на шарнир, соответственно, не передаёт (сила тяжести и упругость шарниров — это пара килограмм). При износе, когда появляется люфт — шарнир начинает постукивать, а машина — сильно рыскать на скорости. Но и износ — в основном боковой, вырваться может только явно дефектный шарнир (и то — не знаю, в какой яме). Именно из-за разгруженности от силы пружины шарнир и получается маленьким и ходит долго, а износ его заметен сразу. Cменивший два шаровых на Оке — 83.149.38.77 14:41, 16 января 2011 (UTC)

Не знаешь — не правь… или сначала узнай, потом правь… это надо добавить в правила ! Гугленье по «платформа Ford Fox» очень даже просвещает на эту тему.

en:Ford Fox platform

причём тут «Фокус» ?!

DL24 21:30, 9 октября 2011 (UTC)

Высокая надёжность. Единственный нагруженный узел (шарнир) — верхняя опора стойки — упорный подшипник качения, с огромным ресурсом. На все остальные узлы (шарниры) действуют знакопеременные нагрузки усилием примерно до 1/5 силы сжатия пружины, что обеспечивает, во первых — значительный ресурс, во-вторых — быструю диагностику разболтавшихся шарниров — постукивание и неустойчивость на скорости, на что водитель сразу обращает внимание.

Эта внесённая аноном цитата не соответствует действительности. Данная подвеска является наименее живучей из практически всех возможных вариантов, исключая, вероятно, подвеску на работающих на скручивание резиновых блоках (вообще только для ровных дорог). Амортизаторная стойка при желании пробивается под замену на одной единственной яме, при этом составляет по количеству деталей и стоимости половину всей подвески. В подвеске на двойных поперечных рычагах, амортизатор — сугубо вспомогательный элемент, подвеска великолепно работает и без него, хотя езда и становится менее комфортабельной. Основные части подвески на двойных поперечных рычагах служат обычно в течении всего срока службы автомобиля, если не повреждаются при аварии или езде по очень плохим дорогам, — регулярно меняются лишь недорогие шарниры, а в случае шкворневой подвески — так и вообще копеечные резьбовые втулки и шкворни. Наличие износа в данных узлах не препятствует передвижению автомобиля, вырывает шаровые только у классических ВАЗов, у которых они слабые и работают на разрыв — а в грамотно разработанных подвесках (Нива, Волга, многие внедорожники) шаровая опора и вовсе работает на сжатие, и разрушением подвески не угрожает даже при полном своём износе. Стойки же подвески макферсон меняются как минимум так же часто, как и обыкновенные амортизаторы, которые являются расходным материалом. При езде с пробитой стойкой есть большой шанс убить брызговик крыла («стаканы»), с последующей потерей геометрии подвески и невозможностью установки нормального развала колёс, это уже как минимум сварка и стенд. Таким образом, «надёжность» разгруженной шаровой опоры оборачивается огромными проблемами для нагруженных по полной программе амортизатора-стойки и брызговика. Анон рассматривает надёжность одного единственного узла, при этом как бы «забывая», что основная (и самая дорогая) часть данной подвески — не шаровая опора, а стойка, которой достаётся за двоих, вследствие чего она как раз таки надёжностью вовсе не отличается. По сравнению с ней основные детали подвески на двойных поперечных рычагах почти вечные. Долговечность упорного подшипника, конечно, приятна, но большой роли не играет — стойка целиком выходит из строя намного раньше и заменяется в сборе, так как её стоимость не сравнима с ценой подшипника. DL24 19:34, 8 мая 2012 (UTC)

Где ставится ударение в названии этого типа подвески? По-моему, это читается как «Ма́кферсон», хотя часто можно слышать «Макфе́рсон» и даже «Макфи́рсон». Так что непонятно. 46.42.4.34 05:36, 10 сентября 2012 (UTC) В. Панарин

Вообще, фамилия мужика была мак-Фе́рсон. Как мак-Клауд. DL24 19:45, 7 июня 2014 (UTC)

работаю механиком, термин «брызговик крыла» удивил. Наверно имелся в виду «подкрылок» , хотя вернее было бы написать что стойка верхней своей чашкой крепится к лонжерону кузова 85.26.241.132 13:48, 5 февраля 2013 (UTC)

В технике эта деталь именуется брызговик крыла или брызговик моторного отсека:
[1]
[2]
Никогда, ни на одной из известных мне машин, пружинно-амортизаторная стойка не упирается в лонжероны. Более того, большая часть автомобилей с подвеской «макферсон» не имеет лонжеронов, у них несущий кузов, весь из объёмных штамповок с локальным усилением (ВАЗ-2108 как пример, у него нет ложеронов, есть брызговики моторного отсека с П-образными усилителями, образующие вместе коробчатые сечения, играющие роль несущей системы передка). Подкрылок — тоже «в небо», так называется алюминиевая, резиновая или пластмассовая защита колёсной арки от повреждения гравием и песком, летящими с дороги. То, что Вы работаете автомехаником, и у Вас такие пробелы в познаниях — удручает, ладно во ВТУЗе Вас не учили, но в каталоги-то Вы наверняка заглядывали. То, что вы, вероятно, называете брызговиком в своём обиходе, на самом деле является грязевым фартуком или щитком. DL24 19:45, 7 июня 2014 (UTC)

Тут он жёлтым выделен —

Proton-MPV-Chassis.jpg

— собственно сам брызговик переднего крыла с усилением.

Вот здесь —

Bramwith rolling chassis - Flickr - exfordy.jpg

— стойка упирается в кронтейн на лонжероне рамы, да. Но это чуть ли не уникальный случай. DL24 20:06, 7 июня 2014 (UTC)

Mcpherson strut.jpg

Уважаемые правящие статью. Я сам долго думал на эту тему, и всё же оно левое, как и указано в описании к картинке. А рулевая тяга проходит впереди оси передних колёс, что встречается реже, чем обратное, но всё же встречается (например, Форд Сиерра). Если бы это было правое колесо, рулевая тяга на этой схеме проходила бы сквозь картер двигателя. Вообще конечно диаграмма убога и её надо заменять.DL24 14:30, 21 июня 2014 (UTC)

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о