схема, устройство, принцип действия, плюсы и минусы

Водители автомобилей > Полезная информация > Автоустройства > Подвеска > Что такое подвеска МакФерсон, её схема, устройство и принцип действия

Современный автомобиль представляет собой сложнейшее высокотехнологичное устройство. В его конструкцию в процессе развития заложено множество оригинальных инженерных решений.

Подвеска McPherson

Одна из таких разработок — подвеска типа МакФерсон. Что это такое и как она работает разберемся вместе. Для того чтобы понять принцип работы конструкции необходимо знать ее устройство и взаимодействие ее основных элементов между собой.

Всякий сложный механизм имеет определенные достоинства и недостатки, а используемые в технике схемы являются предметом компромисса между технологичностью и высокими параметрами.

Не безынтересна также история изобретения подвески МакФерсон и происхождение самого названия. Экскурс в прошлое позволит лучше понять ход мысли инженеров, работавших над конструкциями автомобилей.

История изобретения и развития

В названии конструкции употребляется фамилия изобретателя, сотрудника компании «Форд» Earl Steel McPherson. Впервые данный тип подвески был применен на серийной модели Ford Vedette после Второй мировой войны в 1948 году. Инженер изначально работал в конструкторском бюро компании GM над автомобилем для широкого потребителя Chevrolet Cadet.

Модель в серию не пошла, а конструктор ушел к конкурентам, где и применил собственные наработки. На деле же подвески такого типа несколько иной конфигурации без поперечного качающегося рычага применялись еще на заре автомобилестроения.

В 20-х годах прошлого века в итальянской компании «Фиат» инженером Гуидо Форнаца была разработана принципиальная схема и запатентована в Соединенных Штатах 15 сентября 1925 года.

Компоновка имела привычный для нас вид с нижним качающимся рычагом и поворачивающейся вертикальной стойкой. Американский конструктор Earl Steel McPherson использовал общий принцип действия, доработал и реализовал его в металле. Основной сложностью на начальном этапе был невысокий ресурс телескопических стоек. С развитием технологий данную проблему удалось решить.

Изначально данный тип подвески планировалось применить не только в передней части автомобиля, но и сзади. После долгих обсуждений выбор был сделан в пользу традиционной схемы. Впервые такой тип подвески задних колес был применен в 1957 году Колином Чепменом на модели «Лотус Элит». В силу этого обстоятельства в Новом Свете и Великобритании данную конструктивную схему принято называть подвеской типа Chapman.

Альтернативным вариантом истории развития подвесок данного типа можно считать конструкцию с двумя рычагами разной длины. Верхний узел при этом значительно короче нижнего, а пружин с амортизатором располагалась над ними. Такая схема применяется в полноприводной «Ниве», вал с внешним шарниром равных угловых скоростей находится как раз между рычагами.

Подвеска МакФерсон: схема, устройство и принцип работы

В семидесятые годы подвеской такого типа снабжали большинство автомобилей, в том числе и тех, что относятся в бизнес классу. Среди них были довольно крупные модели Ауди -100, Мерседес-124 и Опель Сенатор.

Впоследствии от такой практики пришлось отказаться, массовая эксплуатация выявила некоторые недостатки компоновки, которые невозможно было устранить без изменения конструктивной схемы.

Видео — схема подвески МакФерсон:

Подвеска McPherson имеет более простое устройство по сравнению с классической схемой и отличается от нее по принципу действия. Узел состоит из следующих частей:

• нижнего рычага с шаровой опорой;
• ступицы колеса с тормозным диском;
• кулака поворотного со щитом и рулевой тягой;
• стойки телескопической с нижней опорной чашкой;
• буфер сжатия с резиновым или пластиковым защитным чехлом;
• витая пружина;
• опорный подшипник с верхней чашкой;
• тяга поперечной устойчивости с рабочими резинометаллическими элементами и креплениями.

Подвеска МакФерсон, основные детали устройства которой приведены в списке, является одной из самых распространенных схем. Существуют и другие ее разновидности, имеющие некоторые отличия в отдельных деталях.

Так, на культовом автомобиле Porsche-911 вместо витой пружины был использован торсион для уменьшения общей высоты конструкции. Похожая схема была применена в некоторых машинах французского производства.

Схема подвески МакФерсон

На одном из самых удачных автомобилей Mercedes-Benz модели W124 компоновка была изменена и пружина устанавливалась отдельно от телескопической стойки. Похожее по типу устройство подвески McPherson было и на машинах фордовской платформы, которая носит наименование Фокс. Потенциал данной конструктивной схемы полностью еще далеко не использован и у нее имеются перспективы развития.

Узлы такого типа отличаются компактностью и простотой, что и определяет их широкое распространение в автомобилестроении. Подвеска МакФерсон представляет собой конструктивную схему, в которой амортизирующая стойка крепится в верхней части к брызговику моторного отсека. Снизу она жестко соединяется с поворотным кулаком, вся конструкция может вращаться в определенных пределах. Ось проходит через подшипник, установленный на кузове и смонтированную на рычаге шаровую опору.

Телескопическая стойка в независимой пружинной подвеске McPherson выполняет целых три функции:

• определяет направление хода механизма в вертикальной плоскости;
• гасит возникающие при этом колебания;
• является своеобразным поворотным шкворнем для колес.

В общем виде работа подвески данного типа выглядит следующим образом: когда колесо проезжает по неровности на дороге, то поднимается вверх или опускается вниз. Возникающая при этом нагрузка воспринимается пружиной, которая сжимается или, напротив, распрямляется. При этом телескопическая стойка удлиняется или сокращается. Часть нагрузки передается на корпус автомобиля.

Пружина при этом начинает распрямляться, восстанавливая свою форму, что ведет к удлинению стойки. Возникают колебания, которые гасятся встроенным амортизатором. Это позволяет свести к минимуму вертикальные перемещения кузова относительно поверхности земли. При выполнении маневра, стойка в сборе с кулаком и установленным на ступице колесом поворачивается. Автомобиль при этом изменяет направление движения.

Видео — как работает подвеска МакФерсон:

Подвеска типа МакФерсон преимущественно используется на переднеприводных автомобилях, на которых силовой агрегат размещается поперек хода. Она имеет целый ряд преимуществ перед классической двухрычажной компоновочной схемой, в тоже время по многим параметрам она ей значительно уступает.

В процессе проектирования конструкторам приходится решать сложную задачу по выбору определенной конструкции с учетом всех ее особенностей.

Плюсы и минусы подвески McPherson

Всякий механизм или компоновочная схема имеет свои сильные и слабые стороны. Данное обстоятельство в полной мере касается и спроектированной американским инженером МакФерсон подвески, она тоже имеет свои плюсы и минусы. Выбор типа данного узла в ходе опытно-конструкторских работ всегда является предметом компромисса между технологичностью, компактностью и кинематическими свойствами.

Основные достоинства

По общему мнению специалистов и отзывам автомобилистов подвеска МакФерсон обладает целым рядом положительных свойств. Перечень их довольно значительный и в числе прочих можно назвать следующие:

• Высокая технологичность конструкции и относительно небольшие затраты на разработку и изготовление. Обычно узел поступает на сборочный конвейер единым блоком, что значительно сокращает временные затраты.
• Небольшие габариты подвески в поперечном и продольном направлении относительно хода автомобиля.
• Значительный размер по вертикали позволяет обеспечивать необходимый ход подвески в широких пределах.
• Расстояние между опорными точками конструкции велико, что способствует снижению нагрузок на кузов автомобиля.
• Меньшая в сравнении с иными конструктивными схемами масса неподрессоренных узлов.
• Большой ресурс деталей подвески.

В силу рационального распределения усилий в подвеске нижний рычаг и шаровая опора не испытывают значительных нагрузок. Это обстоятельство увеличивает срок службы не только названных элементов, но и сайлент-блоков, и резинометаллических втулок.

Существенно упрощается определение неисправных узлов. В силу названных выше преимуществ подвеска McPherson получила большое распространение на автомобилях с приводом на передние колеса и расположенными поперек хода двигателями.

Недостатки

Конструктивная схема наряду с названными выше сильными сторонами имеет и целый ряд слабых мест. К числу недостатков подвески типа McPherson можно отнести следующие:

• Некоторое ухудшение кинематики особенно при значительных ходах элементов относительно кузова. При этом происходит изменение нормального положительного развала на отрицательный. Управляемость и устойчивость машины в таком случае ухудшается.
• Основная нагрузка от работы подвески приходится на брызговик моторного отсека, который приходится укреплять. Длительная эксплуатация на плохих дорогах может привести к его постепенному разрушению.
• Телескопическая стойка – амортизатор подвергается большим нагрузкам, что при длительных поездках по плохим дорогам приводить к выходу из строя нижнего клапана. Это, в свою очередь, влечет за собой повреждение опорной площадки на кузове, устранение которых требует специального оборудования при дорогостоящем ремонте.
• Высокая шумность подвески и сложности в нанесении звукоизолирующих покрытий.
• Сильное продольное раскачивание кузова автомобиля, которое возникает при торможении. Клевок плохо компенсируется подвеской, а в силу особенностей расположения поперечных рычагов он даже несколько усиливается.
• Большой диаметр штока стойки амортизатора вызывает соответствующее увеличение трения. Дополнительные усилия необходимые для преодоления сопротивления вызывает ухудшение реакции подвески на неровности дороги.

Указанные недостатки делают практически невозможным применение изобретенной МакФерсоном подвески в конструкциях следующих классов машин: гоночные и спорткары, грузовиках, внедорожниках, автомобилях с рамой.

До недавнего времени подвеска такого рода не использовалась на транспортных средствах с гидропневматической подвеской. Элементы конструкции просто негде было размещать. Проблема была решена только в 90-е годы прошлого века.

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.

Новые требования к автомобильным шинам — о соответствии авторезины сезону следует знать всем водителям.

Подбор дисков по марке автомобиля (подробнее) можно произвести в онлайн режиме.

Тем, кто не знает для чего нужна балансировка колес, будет полезно прочитать эту статью.

Как поменять масло в АКПП самому — https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/avtoustrojstva/transmissiya/akpp/kak-zamenit-maslo. html, достаточно тонкая процедура.

Видео — работа подвеска МакФерсон на автомобиле:

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Главная  »  Подвеска  » Подвеска МакФерсон (McPherson)

Подвеска МакФерсон (McPherson) является самым распространенным видом независимой подвески, который применяется на передней оси автомобиля. По своей конструкции подвеска МакФерсон является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Благодаря компактности конструкции подвеска McPherson широко используется на переднеприводных легковых автомобилях, так как позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве. К другим преимуществам данного типа подвески относятся простота конструкции, а также большой ход подвески, препятствующий пробоям.

Вместе с тем, конструктивные особенности подвески (шарнирное крепление амортизаторной стойки, большой ход) приводят к значительному изменению развала колес (угла наклона колеса к вертикальной плоскости). По этой причине данный тип подвески не применяется на спортивных автомобилях и автомобилях премиум-класса.

Подвеска МакФерсон включает поперечный рычаг, поворотный кулак, амортизаторную стойку, стабилизатор поперечной устойчивости и подрамник.

Подрамник является несущим элементом подвески. Он крепится к кузову автомобиля с помощью резинометаллических опор – сайлентблоков. Применение резинометаллических элементов в конструкции подвески позволяют уменьшить вибрации и снизить шум. На некоторых автомоблиях предусмотрено жесткое крепление подрамника к кузову. К подрамнику крепятся опоры поперечного рычага, стабилизатор поперечной устойчивости, устанавливается рулевой механизм.

На подрамник с двух сторон крепятся поперечные рычаги (рычаг правого и левого колес).

Каждый поперечный рычаг соединяется с подрамником в двух местах с помощью резиновых втулок. Двойное крепление рычага обеспечивает необходимую жесткость в продольном направлении. Другим концом поперечный рычаг через шаровую опору соединен с поворотным кулаком.

Поворотный кулак обеспечивает поворот колеса за счет шарнирного соединения с рулевой тягой. В верхней части поворотный кулак поворотный кулак закреплен на амортизаторной стойке с помощью клеммового соединения. В нижней части кулак соединен с поперечным рычагом. Дополнительным рычагом выступает наконечник рулевого механизма, соединенный с поворотным кулаком шаровой опорой. В поворотном кулаке размещены подшипниковый узел и тормозной суппорт. Подшипниковый узел включает ступицу колеса и ступичный подшипник.

Амортизаторная стойка объединяет упругий элемент (пружину) и амортизатор. Металлическая пружина расположена соосно с амортизатором и закреплена на стойке. Для изменения линейной характеристики упругости пружины соосно с ней устанавливается буфер сжатия.

В нижней части стойка соединена с поворотным кулаком. В верхней части она крепится к брызговику крыла с помощью резиновой втулки.

Стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает снижение боковых кренов автомобиля. Стабилизатор устанавливается в подрамнике посредством двух опор. Концы стабилизатора соединены с амортизаторными стойками с помощью соединительных штанг (стоек) с шарнирными наконечниками.

 

 

MacPherson Ride Chassis

Представляем MacPherson Ride Chassis — такими, какими должны быть рулевое управление и подвеска!

С шасси MacPherson Ride Chassis мы предлагаем вам самые лучшие компоненты рулевого управления и подвески, а также удобство наших комплектных стоек и рычагов подвески. Наши детали помогают сэкономить время, труд и обеспечить безопасность на рабочем месте. Кроме того, мы предлагаем новый уровень производительности, который укрепляет доверие и удовлетворение клиентов по цене, которая сохраняет прибыль в вашем магазине.

Запросите шасси MacPherson Ride Chassis и займите лидирующие позиции на рынке шасси.

СТОЙКИ В СБОРЕ

• Высокая производительность в одной полностью собранной стойке
• Прецизионные оригинальные технологии, дизайн и оборудование
• Полная сборка обеспечивает быструю установку

РЫЧАГ УПРАВЛЕНИЯ В СБОРЕ

• Усовершенствования конструкции для конкретных областей применения обеспечивают более высокую производительность и долговечность деталей
• Предварительно собранные шаровые шарниры и втулки сокращают время установки (в зависимости от области применения)
• Комплектация, форма и функция OE

ДЕТАЛИ ШАССИ

• Широкий выбор популярных марок и моделей
• Эксклюзивные детали шасси MacPherson с усовершенствованиями для увеличения срока службы
• В комплект входит оборудование для быстрой и простой установки

Ступицы колес в сборе

• Прецизионная конструкция, соответствующая спецификациям оригинального оборудования или превосходящая их
• Модернизированные датчики ABS и улучшенная сталь для повышения производительности
• Точно подобранные подшипники и дорожки качения премиум-класса для повышения долговечности

Стойки MacPherson Ride уменьшают ваши расходы — не требуются дорогостоящие инструменты для сжатия пружин стоек.

Кроме того, вы предоставляете 100% новые компоненты, включая новые пружины, стойки, опоры и крепежные детали — лучше для магазина и лучше для клиента. Сравните наше качество с оригинальными и первоклассными деталями шасси, и вы убедитесь, что MacPherson Ride — это то, что вам нужно.

Эффективность установки нагруженных стоек MacPherson Ride в сборе, рычагов управления и деталей шасси означает, что транспортные средства проводят меньше времени в отсеке. Это беспроигрышный вариант как для ваших уважаемых клиентов, так и для производительности вашего магазина.

Ваш покупатель сразу заметит улучшение плавности хода и управляемости. Компоненты шасси MacPherson Ride Chassis спроектированы так, чтобы работать в гармонии друг с другом, поддерживая идеальную настройку рулевого управления и подвески.

ЭТО ВЫГОДНО И ДЛЯ ВАШИХ ЦЕННЫХ КЛИЕНТОВ, И ДЛЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВАШЕГО МАГАЗИНА

Убедитесь, что высота дорожного просвета автомобиля правильная – от этого зависит правильная работа подвески и ходовые качества.

Подвеска автомобиля имеет динамическую геометрию, основанную на заводском дорожном просвете. Когда эта высота изменяется, часто незаметно с течением времени, когда пружины провисают, это влияет на то, насколько хорошо система подвески способна правильно выполнять свою работу, особенно в передней подвеске.

ПРИЗНАКИ НЕПРАВИЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ПОСАДКИ

Наиболее заметными симптомами являются неравномерный износ шин и «неправильное» рулевое управление. Это вызвано подпрыгиванием (сжатием) и отскоком колес от неровностей дорожного покрытия, креном кузова во время поворотов и наклоном при торможении, что приводит к тому, что настройки развала, угла наклона и схождения передней подвески не соответствуют техническим требованиям, что отрицательно влияет на реакцию рулевого управления. В экстремальных условиях изношенные и просевшие пружины могут привести к тому, что автомобиль «провалится», что приведет к повреждению компонентов ходовой части.

ПОВРЕЖДЕНИЕ СО ВРЕМЕНЕМ

Со временем способность стойки гасить рывки и отскок подвески, вероятно, снижается, что затрудняет поддержание оптимального сцепления автомобиля с поверхностью дороги при ускорении и торможении. Стойки также могут иметь сломанные уплотнения, из-за которых произошла утечка гидравлической жидкости, что снижает их способность функционировать. Эти условия могут быть очень опасными при аварийных маневрах, когда вы пытаетесь избежать аварии или других неблагоприятных дорожных условий. Неправильный дорожный просвет может также создать дополнительную нагрузку на другие компоненты подвески и рулевого управления, что приведет к чрезмерному износу и возможному преждевременному выходу из строя.

ПРОВЕРЬТЕ ВЫСОТУ ПОСАДКИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ АВТОМОБИЛЯ

Всякий раз, когда вы обслуживаете автомобиль, будь то простая замена масла или государственная проверка безопасности, найдите время, чтобы проверить высоту посадки автомобиля в соответствии со спецификациями производителя, и проверьте, насколько хорошо работают амортизаторы или если они текут. При обнаружении каких-либо проблем следует рекомендовать замену затронутых деталей.

УСТАНОВИТЕ РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКУ MACPHERSON В СБОРЕ

Восстановите первоначальную высоту дорожного просвета более простым и удобным способом – установите подвесные стойки MacPherson в сборе. Все детали включены, ничего не упущено – просто потяните, замените и выровняйте. Чтобы узнать больше, свяжитесь с поставщиком Auto Value или Bumper to Bumper уже сегодня.

СОВЕТЫ ПО ИЗМЕРЕНИЮ ВЫСОТЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Несмотря на то, что каждое транспортное средство имеет свои собственные характеристики дорожного просвета, вот несколько основных моментов, которые необходимо учитывать при измерении дорожного просвета:

• Проверить наличие тяжелого груза в багажнике
• Проверить давление в шинах (по кругу)
• Проверить уровень топлива
• Соблюдайте рекомендованные OEM точки измерения

Втулки Macpherson Ride Hub в сборе точно спроектированы, имеют улучшенную сталь для повышения производительности, а также точно подобранные подшипники и дорожки качения для повышения долговечности.

ЛИНИЯ MACPHERSON RIDE™ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА И ДОСТУПНА В НАШЕЙ СЕТИ МАГАЗИНОВ ЗАПЧАСТЕЙ И РЕМОНТНЫХ МАГАЗИНОВ.

НАЙТИ МАГАЗИН. LOUIS SHOP OWNER

ХОТИТЕ БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ О ПРОДУКЦИИ MACPHERSON RIDE?

Стойка MacPherson: корни современной подвески в технологиях 1940-х годов

Техническое обслуживание и техническое обслуживание

Кайл Смит

29 января 2019 г.

Делиться

Технологии подвески автомобилей развивались очень быстро. Многие современные автомобили могут проследить технологические корни подвески на десятилетия. Одним из таких примеров является передняя подвеска со стойками МакФерсона, которая почти повсеместно используется на переднеприводных автомобилях (и на Porsche 911). Но кто этот МакФерсон, как устроен его дизайн и почему он до сих пор существует?

Спасибо Эрлу Стилу Макферсону, родившемуся 6 июля 1891 года недалеко от Чикаго, штат Иллинойс, за эту прочную технологию. Получив степень инженера-механика в Университете Иллинойса, Макферсон преследовал свои интересы и переехал на восток, в многообещающий автомобильный центр Детройта, штат Мичиган.

Макферсон служил в вооруженных силах США во время Первой мировой войны. По возвращении он работал в компании Liberty Motor Car Company, а затем перешел в Hupp Motor Car Company. В 1934 году серьезный конфликт между заинтересованными сторонами в Hupp заставил Макферсона искать более стабильную работу, а его знания и опыт помогли ему получить должность в GM.

Earle MacPherson Ford 1951 Ford Consul Ford

В течение следующего десятилетия Макферсон поднялся по карьерной лестнице до должности главного инженера отдела проектирования легковых и грузовых автомобилей. Chevrolet беспокоился, что после окончания войны автомобильный рынок может рухнуть, и GM нуждался в экономичном автомобиле, готовом к производству. В 1945 году Макферсон возглавил группу разработчиков этого усовершенствованного концепта «легкого автомобиля» с цельным кузовом, для которого он лично взялся за новую переднюю подвеску. Позже получивший название Cadet, автомобиль так и не был запущен в производство, но инновационная подвеска MacPherson навсегда оставила свой след в автомобильном мире.

Его конструкция включала вертикальную стойку, прикрепленную к ступице колеса. Стойка состояла из винтовой пружины с трубчатым амортизатором в центре, который служил верхней точкой крепления ступицы колеса. Конструкция радикально отличалась от стандартной передней подвески с прямой осью, в которой часто использовались листовые рессоры и коленные амортизаторы, которые требовали значительно больше места и не позволяли передним колесам двигаться вверх и вниз независимо друг от друга.

Когда стойка действует как верхняя точка крепления, нижний рычаг подвески находит нижнюю часть поворотного кулака, а рулевая тяга поворачивает поворотный кулак. Без верхнего А-образного рычага или пружины в середине операции остается достаточно места для приводных валов, что способствовало распространению переднеприводных и полноприводных платформ. Геометрия системы стоек MacPherson также очень стабильна во время хода и легко регулируется. Благодаря меньшему количеству деталей эта система обеспечивает производительность, аналогичную более сложным системам. С минимальными модификациями он также может обеспечить очень большие углы поворота рулевого колеса, что желательно для водителей с высокими характеристиками и дрифта.

Макферсон подал заявку на патент на новую конструкцию подвески в 1947 году. К 1949 году он подал еще одну, в которой использовалась более совершенная версия его конструкции, которая выдержала испытание временем; во многих современных автомобилях используется подвеска со стойками MacPherson.

Что еще такого замечательного в этой 70-летней конструкции подвески, что она все еще используется? Небольшое количество деталей, простота, легкий вес и компактная упаковка. Все эти детали также удешевляют сборку — более легкую пилюлю для корпоративных счетчиков бобов.

Тем не менее, общий пакет требует цельной конструкции, так как верхняя часть стойки должна крепиться к части шасси.