Устройство подвески mcpherson: схема, плюсы и минусы

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.

Назначение и устройство

Во время движения неровности дороги в виде колебаний передаются на кузов. Подвеска автомобиля предназначается для гашения или смягчения подобных колебаний. В ее прикладные функции входит обеспечение связи и соединения между кузовом и колесами. Именно детали подвески дают колесам возможность перемещаться независимо от кузова, обеспечивая изменение направления движения автомобиля. Наряду с колесами, она является обязательным элементом ходовой части автомобиля.

Подвеска автомобиля – это технически сложный агрегат, имеющий следующее строение:

  1. упругие элементы — металлические (пружины, рессоры, торсионы) и неметаллические (пневматические, гидропневматические, резиновые) детали, которые, в силу своей упругих характеристик, принимают нагрузку от неровностей дороги и распределяют ее на кузов автомобиля;
  2. гасящие устройства (амортизаторы) – агрегаты, имеющие гидравлическое, пневматическое или гидропневматическое строение и предназначенные для нивелирования колебаний кузова, полученных от упругого элемента;
  3. направляющие элементы – различные детали в виде рычагов (поперечных, продольных), обеспечивающих соединение подвески с кузовом и определяющих перемещение колес и кузова относительно друг друга;
  4. стабилизатор поперечной устойчивости — упругая металлическая штанга, соединяющая подвеску с кузовом и препятствующая увеличению крена автомобиля в процессе движения;
  5. опоры колеса – специальные поворотные кулаки (на передней оси), воспринимающие нагрузки, исходящие от колес, и распределяющие их на всю подвеску;
  6. элементы крепления деталей, узлов и агрегатов подвески – это средства соединения элементов подвески с кузовом и между собой: жесткие болтовые соединения; композитные сайлентблоки; шаровые шарниры (или шаровые опоры).

Устройство подвески McPherson

Подвеска McPherson по своей сути является несколько измененной системой с двумя рычагами, только вместо верхнего рычага его функцию выполняет опора амортизатора, которая закреплена в верхней части кузова под крылом автомобиля, а снизу она соединяет нижний рычаг и шаровую опору. Если говорить в общем, то устройство подвески McPherson несложное, что позволяет выполнять ремонтные операции в гаражных условиях. К основным конструктивным элементам McPherson можно отнести нижний поперечный рычаг, амортизационная стойка, подрамник, ступица колеса, шаровая опора, опора крепления амортизатора, пружина. Подрамник автомобиля, с помощью сайлентблоков или жестких креплений крепится к кузову автомобиля, его основная задача уменьшить действие вибрации подвески на кузов. В некоторых случаях подрамник может отсутствовать. В этом случае нижние рычаги, которые должны крепиться к нему с помощью салентблоков, крепятся к специально усиленным платформам на самом кузове. Характерной особенность нижних поперечных рычагов является наличие с одной стороны двух точек опор, на которых он крепится к подрамнику или к кузову автомобиля, а с другой стороны к нему крепится шаровая опора с помощью, которой поворотный кулак может вращаться в любой плоскости.

Схема подвески МакФерсон

На поворотном кулаке находится ступица, которая обеспечивает крепление колеса и его вращение с помощью, установленного в ней подшипника. Верхняя часть поворотного рычага соединена с амортизационной стойкой, верхняя часть которой является подвижной за счет, в большинстве случаев резиновой втулки с подшипником, в котором крепится шток амортизатора. Опорный подшипник обеспечивает вращение стойки вокруг своей оси, а резиновая втулка компенсирует ее отклонение возникающие во время работы подвески McPherson (МакФерсон). Также хочется отметить, что амортизационная стойка находится внутри пружины, которая обеспечивает дополнительную упругость подвески.

Для более совершенной работы, подвеска McPherson (МакФерсон) может иметь и ряд дополнительных элементов, таких как стойки стабилизатора и сами стабилизаторы поперечной устойчивости, обеспечивающие устойчивость автомобиля на поворотах. Стабилизатор крепится к подрамнику или же к кузову автомобиля в двух точках с помощью металлических кронштейнов, внутри которых в обязательном порядке должны находятся резиновые втулки, обеспечивающие мягкость подвески в местах крепления.

Плюсы подвеска McPherson

  1. Низкие затраты изготовления элементов, в сравнении с двухрычажной подвеской
  2. Легко диагностируемая и ремонтируемая
  3. Компактная
  4. Неподрессоренная масса меньше чем у других подвесок
  5. Более длительный срок службы отдельных элементов.

Минусы подвески McPherson

  1. Несколько хуже параметры кинематики, если сравнивать с двухрычажной подвеской
  2. Повышенная передача дорожного шума в кузов и салон автомобиля
  3. Меньше по сравнению с другими подвесками компенсация продольного крена во время торможения.
  4. Частый выход из строя амортизаторов

Подвеска МакФерсон. Принцип работы и устройство

Начиная с семидесятых годов прошлого столетия, подвеской данного типа снабжали большое количество авто, в том числе и те, которые относятся к бизнес классу. Среди таковых можно выделить довольно представительные модели авто: Ауди 100, Опель Сенатор. В дальнейшем от такой практики пришлось отказаться, так как массовое производство выявило некоторые промахи конструкции, которые невозможно устранить без изменения общей схемы подвески МакФерсон.

Устройство подвески МакФерсон отличается более простой конструкцией, по сравнению с традиционным принципом действия обычной подвески. Данный элемент состоит из следующих комплектующих:

  • рычаг с шаровой опорой;
  • ступица с тормозным диском;
  • поворотный кулак со щитом и рулевой тягой;
  • телескопическая стойка с опорной чашкой;
  • буфер сжатия с защитным пластиковым щитом;
  • пружина;
  • подшипник с верхней чашкой;
  • тяга с резинометаллическими элементами и крепежом.

Данный перечень элементов, которые включает в себя подвеска типа МакФерсон, является классикой для детали данного типа. Но на практике можно встретить и другие ее разновидности, которые отличаются некоторыми особенностями.

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.

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.

Перспективы развития

Приведенное выше описание конструкции дает общее представление о том, что такое подвеска МакФерсон и как она работает. Одним из недостатков такой схемы является то, что плечо обкатки в ней имеет всегда положительное значение, иными словами, ось поворота находится с внутренней стороны от точки контакта колеса с дорогой. Это снижает курсовую устойчивость и создает значительные усилия на руле.

Проблема была решена известной немецкой компанией ZF Lemförder, которая предложила в классическую подвеску McPherson ввести ряд дополнительных элементов. Конструкция получила наименование Revo-Knuckle и была запатентована в Европе и на Американском континенте. Введение двух шарниров в схему позволило разделить функции направляющей и поворотного механизма.

Стойка McPherson с поворотным кулаком Revo


Такая конструкция значительно уменьшает трение и возмущение от люфтов. По своим параметрам данная конструкция приближается к схеме с двумя рычагами. Конструкторам удалось сделать узел, который устанавливается на машину без переделки ее кузова простой заменой. В итоге поведение в поворотах, особенно при наличии колеи стало заметно более устойчивым и предсказуемым.

Видео — работа подвеска МакФерсон на автомобиле:

Может заинтересовать:

Выбрать видеорегистратор: незаменимый гаджет для водителя

Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля

Подарки для автолюбителей — что выбрать?

Некоторые водители предпочитают видеорегистратор в виде зеркала

Достоинства и недостатки

Подвеска автомобиля, как и остальные механизмы, имеет свои преимущества и, соответственно, есть недостатки. Начнем с хорошего – рассмотрим преимущества.

Имеет относительно небольшие габариты, от сюда небольшой вес. Благодаря своей компактности макферсон подвеска может использовать как для компактных, так и для субкомпактных автомобилей. А не тяжелый вес конструкции позволяет не утяжелять транспорт, таким образом, сохраняется уровень топливного расхода в разумных пределах;

Макферсон подвеска способна выдержать большой вес конструкции; Надежность. Благодаря тому, что конструкция имеет не много элементов, количество соединительных мест от этого меньше, а значит и надежность выше; Макферсон подвеска позволяет уменьшить боковые и продольные силы, которые возникают в местах, где присуще крепление к кузову за счет большого расстояния высоты между опорными узлами; Минимальные затраты на производство. Сборка автомобиля, становится намного проще, так как подвеска собирается, как правило, на отдельном сборочном участке, и устанавливается в один приём; Применение подвески Макферсон позволяет поперечно поместить двигатель автомобиля с коробкой передач в пространстве под капотом; Элементы неподрессоренной области подвески имеют гораздо меньший вес; Конструктивная компактность относительно продольного и поперечного сечения; Большой ресурс элементов подвески: верхней опоры, шаровой шарнир и рычага. Возможность самостоятельного определения износа. Опора стоики имеет вид опорного подшипника качания, который обладает огромным ресурсом. Шаровая и рычаг так же имеют большой ресурс. Все по тому, что в данном типе подвески эти элементы не подвергаются негативному эффекту от движения авто по неровным участкам дорожного покрытия, за счет этого они долговечны. В случае, когда появляется неустойчивость автомобиля во время движения и к тому же, это сопровождается постукиванием – это значит, что проблемы с подвеской

И на это водитель всегда обратит внимание.

Учитывая массовое применение в автомобилях, макферсон подвеска имеет ряд недостатков:


  • Кинематика. В случае большого хода подвески наклон колеса меняется относительно вертикальной плоскости, и чем больше ход подвески, тем больше пределы изменения наклона колеса. Существующие параметры для положительного наклона относительно вертикальной плоскости, меняются на отрицательные в случае сжатия подвески. А это в свою очередь приводит к ухудшению устойчивости и управлению автомобиля из-за недостаточной сцепки колес с покрытием дороги;
  • От работы подвески происходит передача усилий на брызговик, о время движения автомобиля. Особенно это усиливается при езде на дорогах с плохой поверхностью. В результате происходит разрушение крепления стойки с брызговиком крыла. При этом происходит появление мелких трещин, что в дальнейшем способствует появлению коррозии. Поэтому, для сбережения всей системы, передвигаться автомобилем необходимо только на ровных поверхностях дороги, в противном случае уменьшается срок службы и износ произойдет намного раньше;
  • Так как амортизационная стойка является одним из самых высоконагружаемых элементов подвески, через которую на систему автомобиля передаются все усилия и толчки, она очень часто может приходить в негодность. Очень частой причиной является езда по дороге с неровной поверхностью. Также может произойти поломка клапана стойки, который отвечает за систему амортизации. А, учитывая тот факт, что большая часть современных стоек представляют неразборную конструкции, то менять ее придется полностью (в сборе). Неисправная работа подвески, как правило, приводит к изменению геометрии кузова автомобиля, которую не так уж просто исправить;
  • Слабая компенсация продольного крана во время движения автомобиля;
  • Работа подвески ухудшается в результате трения штока с направляющей;
  • Макферсон подвеска, к тому же является очень шумной во время работы. Поэтому необходимо использовать дополнительный слой шумоизоляции колесных арок авто.

Так же запрещено применять ее для легких грузовиков. Макферсон подвеска – это отличное цена-качество для легковых автомобилей среднего класса и кроссоверов.

Немного истории, появление независимой подвески

Автором данной конструкции является американский инженер Эрл Стили МакФерсон. Его именем и названо изобретение. Схема независимой подвески была разработана им в конце сороковых годах. Первым серийным автомобилем, в котором нашло применение такое техническое решение, как подвеска МакФерсон, был Форд Ведетт образца 1948 года. Следующими были Форд Зефир и Форд Консул.

Конечно, МакФерсон разрабатывал свой вариант независимой подвески не с нуля. Попытки создать аналогичные варианты предпринимались и раньше. В своих изысканиях американец опирался на результаты трудов сотрудника компании Фиат Гвидо Форнака, чьим творением была подвеска на двух поперечных рычагах.

МакФерсон заменил верхний рычаг с шаровой опорой и размещенным над ним амортизационным блоком на амортизационную стойку с поворотным шарниром, закрепленным на брызговике крыла. В результате получилась компактная, простая и дешевая конструкция, нашедшая свое применение во множестве легковых автомобилей бюджетного сегмента.

Массово независимая подвеска данного типа стала использоваться в автоиндустрии в семидесятые годы. К этому времени начали производить амортизационные стойки с большим ресурсом.

Впервые подвеска данного типа для задних колес была применена в 1957 году на автомобиле Лотус Элит. Автором разработки был Колин Чепмен – инженер Лотуса. Данная схема нередко называется «подвеска Чепмена», хотя название «задняя подвеска МакФерсон» также допустимо.

Русские переводы

  • Русские переводы из Оссиана появляются с 1788 (перев. А. И. Дмитриева). Полный перевод с очень популярного в XVIII в. французского перевода Летурнера сделан Е. И. Костровым: Оссиан, сын Фингалов, бард третьего века: гальские (иначе Эрские, или Ирландские) стихотворения, чч. 1—2, М., 1792; То же, изд. 2-е, чч. 1—2, СПб, 1818. Позднее отрывки из О. переводили многие, начиная с Карамзина, Державина и Озерова, кончая Пушкиным и Жуковским.
  • Поэмы Оссиана. Исследование, перевод и примеч. Е. В. Балобановой, изд. журн. «Пантеон литературы», СПб, 1890; То же, перев. с примеч. Е. Балобановой, СПБ, 1893 («Русская классная биб-ка», изд. под ред. А. Н. Чудинова).
  • Поэмы Оссиана. Перевод и прим. Ю. Д. Левина. Серия «Литературные памятники». Издательство «Наука». Ленинград, 1983. В дополнении — образцы большинства русских переложений поэм Оссиана.

Биография

Происходил из горной области Баденох на севере страны. Окончил Кингз-колледж в Абердине. Писал стихи. Работал школьным учителем в родном городе Рутвен близ Инвернесса, Шотландия. Знал гэльский язык. Его близким родственником по клану был выдающийся гэльский поэт Лахлан Макферсон (гэльск. Lachlan Mac a’Phearsain; 1723 — ок. 1795)

После «разоблачения мистификации» с Оссианом Макферсон пытался переводить Гомера, но потерпел неудачу. Два года провёл в Америке, где был секретарём губернатора Флориды, затем вернулся в Лондон, стал членом парламента. Умер в своём поместье Беллвил. Длинной поминальной элегией в традиционном гэльском жанре «cumha» откликнулся на смерть Макферсона гэльский поэт Дункан Маккай. Из Шотландии, где скончался Макферсон, его тело было доставлено в Лондон; он похоронен в Вестминстерском аббатстве, в нескольких шагах от своего злейшего врага — доктора Джонсона.

Секреты Эрла МакФерсона

Первые независимые подвески появились еще на заре автомобилизма, но уже в них явно просматривались элементы подвески МакФерсон. Конструкция подвески фирмы Sizaire 1905 года разработки — практически копия этой конструкции. Только амортизаторов не было. Не придумали еще. Да и прочность старой подвески не могла быть обеспечена технологиями того времени. Поэтому на какое-то время о ней забыли. Пользовались рессорной подвеской и в ус не дули, до тех пор, пока в 1922 году итальянская компания Лянча не отодвинула рессоры на второй план. Это было еще одно воплощение поворотной стойки, которая имела демпфирующие функции. Стойка у той Лянчи была одновременно и шкворнем, и гасителем колебаний, а совмещение в одном блоке пружины и амортизатора было применено впервые в мире. Так что и здесь МакФерсон не первый.

Многие идеи МакФерсона в Дженерал Моторз часто отбраковывались

С 1933 года немцы и американцы, не сговариваясь, начинают производство двухрычажных пружинных подвесок, которые на тот момент были самыми надежными и самыми прочными. К тому же перед самой войной вошли в моду рычажные амортизаторы, которые идеально вписывались в двухрычажную подвеску. Конструкции со временем усложнялись и ставали дороже, но не хуже. На продажах это не сказывалось никак. До поры до времени. Измотанная войной Европа не могла, по крайней мере временно, пользоваться двухрычажкой, потому что это было слишком дорого, а к конструкции зависимой подвески никто возвращаться все же не хотел. Вот тут и пригодился МакФерсон, который уволился из Дженерал Моторз и поступил на службу в компанию Форд.


С этим читают