Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Подвеска типа МакФерсон

МакФерсон — самый популярный тип подвесок на современных автомобилях

Ходовая часть

История создания

Свое имя этот механизм получил благодаря Эрлу Стили Макферсону, талантливому американскому инженеру компании «Форд». Он разработал ее еще будучи сотрудником General Motors во второй половине 40-х годов, но его идеи не нашли поддержки у руководства компании. Нетрудно догадаться, что этим незамедлительно воспользовался главный конкурент – автогигант Ford, переманивший себе ценного сотрудника. И уже в 1948 году на свет появился первый автомобиль, оснащенный подвеской новой конструкции – Ford Vedette, выпускавшийся во Франции. Впоследствии подвеска Макферсон устанавливалась на такие автомобили, как Ford Zephyr и Ford Consul. Однако действительно массовой эта подвеска стала только в 70-е годы.

Сегодня подвеска типа Макферсон используется практически на всех компактных переднеприводных автомобилях, во многом за счет того, что ее конструкция позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач.

Конструкция

Главными идеями, которые закладывал Эрл Стили в свое детище, была компактность, простота и, соответственно, дешевизна механизма. Подвеска МакФерсона стала удачной модификацией подвески другого типа – на двух поперечных рычагах. Замена верхнего рычага с шаровой опорой и находившегося над ними амортизаторного блока  простой амортизаторной стойкой соединенной с одной стороны с поворотным кулаком, а с другой с опорным подшипником, сделала конструкцию компактной, простой и дешевой, как раз такой, какой ее и хотел видеть Макферсон.

С двух сторон к подрамнику крепятся поперечные рычаги (от правого и левого колеса, соответственно). Каждый из них соединяется с подрамником с помощью резиновых втулок. Все это нужно для большей жесткости в продольном направлении.

Подвеска типа МакФерсон

С другой стороны каждого поперечного рычага находится наш следующий герой – поворотный кулак. Он поворачивает колесо за счет своей крепкой шарнирной связи с рулевой тягой. Сверху к поворотному кулаку крепится амортизаторная стойка, а снизу его крепко удерживают поперечный рычаг.

Амортизаторная стойка, объединяет в себе пружину и сам амортизатор. Стойка имеет вертикальное расположение относительно поворотно кулака.

На современных автомобилях так же появился еще один элемент конструкции – стабилизатор поперечной устойчивости, обеспечивающий снижение боковых кренов автомобиля.

Преимущества и недостатки

Преимущества подвески Макферсон следующие:

  • Дешевизна при изготовлении.
  • Малый размер, а следовательно, и небольшой вес неподрессоренной массы.
  • Широкие возможности для конструкторов.
  • Очень большой ресурс.

Однако у подвески Макферсон есть и свои недостатки:

  • Худшие параметры кинематики по сравнению с подвеской на двух поперечных или продольных рычагах.
  • Все усилие передается на опоры стоек. При езде по плохим дорогам начинается процесс разрушения точек крепления стоек, что сводит на нет все преимущества в ресурсе.
  • Стойка амортизатора при езде по неровным дорогам быстро превращается в расходный материал. При этом сложность и стоимость работ по ее замене весьма высокая.
  • Несмотря ни на что, уровень шумов, проникающих в салон, довольно высокий.
  • Сильные крены как в поворотах, так и при торможении.

Подвеска Макферсон может использоваться как исключительно для передних, так и для задних колес. Однако, для применения на задних колесах, конструкция была измена инженером фирмы Lotus Колином Чемпменом, и Макферсон в ее создании участия не принимал. В результате чего во всех англоязычных странах такой механизм подвески для задних колес называют «подвеской Чемпмена».

на каких машинах, устройство 🦈 avtoshark.com

Зато список марок легковых машин включает самые популярные бренды: «Хендай», «Митсубиши», «Форд», «Фольксваген», «Шкода», отечественные ВАЗы и пр.

Подвеска – важная часть ходовой автомобиля, физически соединяющая колеса с силовым каркасом. Механизм постоянно совершенствуется. Выдающийся американский инженер Макферсон сделал вклад в улучшение конструкции: теперь подвеска на машине, названная именем изобретателя, известна всему автомобильному миру.

Подвеска МакФерсон – что это такое

MacPherson Suspension – устройство гашения ударов и колебаний, которые автомобиль получает от дорожного покрытия. Отталкиваясь от системы на двойных поперечных рычагах для передней пары колес, Эрл Стил Макферсон сконструировал механизм на направляющих стойках. Тип автомобильной подвески получил название «качающаяся свеча».

Устройство подвески

В независимой «свечной подвеске» Макферсона каждое колесо самостоятельно справляется с кочками и ухабами на трассе. Это самый популярный вариант для легковых автомобилей с передним приводом.

Устройство подвески автомобиля

В совокупности узлов и деталей выделяют главные составляющие подвески МакФерсона на машине:

  • Подрамник – несущий элемент, который крепится к кузову сайлентблоками, что уменьшает шум и вибрацию на подрессоренную массу.
  • Правый и левый поперечные рычаги – фиксируются к подрамнику резиновыми втулками.
  • Поворотный кулак с тормозным суппортом и подшипниковым узлом – нижней частью посредством шаровой опоры присоединяется к свободному концу поперечного рычага, а верхней стороной – к амортизационной стойке.
  • Телескопическая стойка с пружиной и амортизатором – вверху крепится к брызговику крыла. Крепеж – резиновая втулка.

Еще один из основных компонентов подвески McPherson – не допускающий опрокидывания авто в поворотах стабилизатор поперечной устойчивости – шарнирами крепится к амортизационным стойкам.

Схема

В схему конструкции входит более 20 деталей, в том числе центральный элемент – амортизаторная стойка в защитном чехле. Подробнее изучить узел удобно по фото:

На каких автомобилях устанавливают подвеску МакФерсон

Лучшее устройство для плавного хода транспортных машин имеет один минус – может устанавливаться не на все марки автомобилей. Простая и дешевая в изготовлении конструкция не идет на спортивные модели, где повышены требования к параметрам кинематики.

Легкие грузовики также не используют подвеску МакФерсон, поскольку на зону крепления стойки приходятся большие нагрузки, сопровождаемые быстрым износом деталей.

Зато список марок легковых машин включает самые популярные бренды: «Хендай», «Митсубиши», «Форд», «Фольксваген», «Шкода», отечественные ВАЗы и пр.

Принцип работы

Небольшой набор составляющих делает подвеску МакФерсон ремонтопригодной и долговечной в эксплуатации. Механизм работает по принципу поглощения удара и нивелирования вибрации при встрече автомобиля с дорожным препятствием.

Когда машина наезжает на камень, колесо приподнимается над горизонтальной плоскостью. Ступица передает появившееся усилие на стойку, а последняя, в свою очередь – на пружину, сжимающуюся и через опору упирающуюся в корпус авто.

В этот момент шток с поршнем в амортизаторе смещается вниз. Когда автомобиль проскакивает выступ, пружина распрямляется. И скат прижимается обратно к дороге. Амортизатор гасит колебания пружины (сжатие-распрямление). Нижний рычаг не дает ступице смещаться продольно или поперечно, поэтому колесо при наезде на кочку движется только вертикально.

Универсальная подвеска МакФерсон отлично работает и на задней оси. Но здесь мы уже говорим о подвеске Чепмена, модернизированном варианте конструкции уже британским изобретателем в 1957 году.

Подвеска макферсон на каких машинах

Подвеска МакФерсон (McPherson) — один из самых распространенных типов автомобильной подвески (по англ. — MacPherson suspension). В данной статье мы узнаем что такое подвеска МакФерсон, ее основные плюсы и минусы, а также рассмотрим схему и конструкцию данной подвески.

Основным конструкционным элементом подвески является амортизационная стойка, из-за чего она также получила название «качающаяся свеча». «Свечная подвеска» преимущественно используется для передних колес. Версия для задних колес в англоязычных странах в честь разработавшего её инженера фирмы Lotus названа «подвеска Чепмена».

Использование подвески Макферсона позволило разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве поперечно и обусловило её широчайшее использование в современном переднеприводном автомобилестроении.

▪Подвеска МакФерсон состоит из:

• подрамник
• поперечный рычаг
• поворотный кулак
• амортизаторная стойка
• стабилизатор поперечной устойчивости

Основным несущим элементом подвески является подрамник. Его крепление к кузову автомобиля выполняется с помощью сайлентблоков. Применение резинометаллических опор позволяет уменьшить шум и передачу вибрации на кузов. Подрамник выступает основой для крепления рулевого механизма, опор поперечного рычага и стабилизатора поперечной устойчивости.

С двух сторон с помощью резиновых втулок к подрамнику крепятся поперечные рычаги правого и левого колес. Крепление рычагов двойное, что придает конструкции жесткость в продольном направлении. К другому концу поперечного рычага через шаровую опору крепится поворотный кулак.

Поворотный кулак посредством шарнирного соединения крепится к рулевой тяге, обеспечивая поворот колеса. Верхняя часть поворотного кулака закреплена на амортизационной стойке, а нижняя соединена с поперечным рычагом. Также в нем размещены тормозной суппорт и подшипниковый узел.

Амортизационная стойка включает пружину и амортизатор, соосно расположенные с буфером сжатия. Верхняя часть стойки с помощью резиновой втулки крепится к брызговику крыла, нижняя соединяется с поворотным кулаком. Некоторые авто производители разъединяют пружину и амортизатор на два конструктивных элемента.

Стабилизатор поперечной устойчивости предназначен для снижения боковых кренов автомобиля. Стабилизатор крепится к подрамнику посредством двух опор. Концы стабилизатора шарнирным креплением соединяются с амортизационными стойками.

▪Преимущества и плюсы подвески МакФерсон:

• менее затратна при производстве в сравнении с исполнением подвески на двойных поперечных рычагах
• относительно компактная
• уменьшение сил, возникающих в местах крепления к кузову через значительное по высоте расстояние между опорными узлами
• меньшая неподрессоренная масса
• значительный ресурс верхней опоры стойки, представляющей собою упорный подшипник качения
• легкая диагностика неисправностей вследствие наличия чётких симптомов износа

▪Недостатки и минусы подвески МакФерсон:

• сравнительно с подвеской на двух продольных или поперечных рычагах, параметры кинематики несколько хуже
• необходимость усиления брызговика крыла
• работа подвески «на пробой» и езда по плохим дорогам приводит к образованию усталостных трещин в точках крепления стоек на брызговике крыла
• частый выход из строя амортизационных стоек с необходимостью трудоемкой и дорогостоящей их замены
• передача дорожных шумов на кузов и в салон
• относительно меньшая компенсация «клевка» (продольного крена) при торможении
• трение между направляющей и штоком, приводящее к ухудшению работы подвески

В целом, недостатки подвески ограничивают возможность её применения. Так, несмотря на преимущество в стоимости изготовления, из-за некоторого ухудшения кинематики её практически не устанавливают в дорогостоящих спортивных и гоночных моделях авто. Большие нагрузки в зоне крепления стойки и связанный с ними быстрый износ конструкции не позволяет использовать МакФерсон в качестве независимой подвески в легких грузовых автомобилях. Недостаток места также усложняет использование упругих гидропневматических элементов, использующихся в некоторых видах подвесок.

Именно из-за этих недостатков часть производителей авто класса «люкс» отказалась от использования МакФерсона, продолжая совершенствовать подвеску на двойных поперечных рычагах. Вместе с тем, конструкционные преимущества и дешевизна изготовления сделали МакФерсон самым распространенным типом подвески для бюджетных автомобилей.

Что это такое?

Основным элементом является амортизационная стойка, из-за чего она получила название «качающаяся свеча». «Свечная подвеска» преимущественно используется для передних колес. Применение Макферсона позволило разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве поперечно и обусловило её широчайшее использование для современных автомобилей с передним приводом.

Подвеска Макферсон состоит из:

  • подрамник
  • поперечный рычаг
  • поворотный кулак
  • амортизаторная стойка (амортизатор и пружина)
  • стабилизатор поперечной устойчивости

Большинство модификаций МакФерсон включают: стабилизатор поперечной устойчивости, амортизационную стойку, поворотный кулак, поперечный рычаг и подрамник. Также возможно использование торсиона в качестве упругого элемента.

С двух сторон с помощью резиновых втулок к подрамнику крепятся поперечные рычаги правого и левого колес. Крепление рычагов двойное, что придает конструкции жесткость в продольном направлении. К другому концу поперечного рычага через шаровую опору крепится поворотный кулак.

Поворотный кулак посредством шарнирного соединения крепится к рулевой тяге, обеспечивая поворот колеса. Верхняя часть поворотного кулака закреплена на амортизационной стойке, а нижняя соединена с поперечным рычагом. Также в нем размещены тормозной суппорт и подшипниковый узел.

Амортизационная стойка включает пружину и амортизатор, соосно расположенные с буфером сжатия. Верхняя часть стойки с помощью резиновой втулки крепится к брызговику крыла, нижняя соединяется с поворотным кулаком. Некоторые авто производители разъединяют пружину и амортизатор на два конструктивных элемента.

Стабилизатор поперечной устойчивости предназначен для снижения боковых кренов автомобиля. Стабилизатор крепится к подрамнику посредством двух опор. Концы стабилизатора шарнирным креплением соединяются с амортизационными стойками.

В некоторых машинах, например на Mercedes серии W124, имеется раздельное расположение пружины и амортизатора — это все равно считается подвеской МакФерсон. Ведь её ключевой признак — это жесткая заделка стойки в поворотном кулаке. Такую схему часто называют «modified McPherson»: по сравнению с традиционной (когда амортизатор расположен внутри пружины), она позволяет уменьшить общую высоту конструкции, что играет на руку компоновщикам.

Плюсы
  • менее затратная при производстве в сравнении с исполнением подвески на двойных поперечных рычагах
  • относительно компактная
  • меньшая неподрессоренная масса
  • значительный ресурс верхней опоры стойки, представляющей собою упорный подшипник качения
  • легкая диагностика неисправностей вследствие наличия чётких симптомов износа
Минусы
  • сравнительно с подвеской на двух продольных или поперечных рычагах, параметры кинематики несколько хуже
  • необходимость усиления брызговика крыла
  • работа подвески «на пробой» и езда по плохим дорогам приводит к образованию усталостных трещин в точках крепления стоек на брызговике крыла
  • частый выход из строя амортизационных стоек с необходимостью трудоемкой и дорогостоящей их замены
  • передача дорожных шумов на кузов и в салон
  • относительно меньшая компенсация «клевка» (продольного крена) при торможении

Недостатки ограничивают возможность её применения. Так, несмотря на преимущество в стоимости изготовления, из-за некоторого ухудшения кинематики её практически не устанавливают в дорогостоящих и гоночных моделях авто. Большие нагрузки в зоне крепления стойки и связанный с ними быстрый износ конструкции не позволяет использовать МакФерсон в качестве независимой подвески в легких грузовых автомобилях.

Подвеска макферсон, она же подвеска Макферсона (англ. MacPherson suspension ) или подвеска на направляющих стойках, «качающаяся свеча» — тип автомобильной подвески, основным элементом которой является амортизаторная стойка (англ. MacPherson strut ) [1] . Названа по имени инженер-конструктора автомобильной компании «General Motors» Эрла Стила Макферсона, автора конструкции.

Была получена дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет лишь один поперечный рычаг внизу, взамен же второго рычага применён высоко расположенный под крылом шарнир — крепление на брызговике крыла поворотной (в случае передней подвески с управляемыми колёсами) стойки, играющей одновременно роль амортизатора, которая связывает этот шарнир с нижним поперечным рычагом. Стабилизатор поперечной устойчивости в такой подвеске зачастую играет роль части нижнего рычага — растяжки, что отражено на иллюстрации; в ином случае — на современных автомобилях как правило — применяются треугольные или Г-образные рычаги и отдельный стабилизатор [1] .

Для подвески макферсон важное значение имеет такой параметр, как наклон амортизаторной стойки, которая в её случае фактически выполняет роль шкворня. Для коррекции ходовых качеств автомобиля применяют как продольный, так и поперечный наклон.

В редких случаях в качестве упругого элемента в подвеске макферсон может использоваться не пружина, а торсион — примером такой подвески является передняя на «Порше 911», или даже поперечная рессора, заменяющая поперечный рычаг или действующая в паре с ним [1] . Кроме того, пружина в такой подвеске вовсе не обязательно располагается вокруг амортизаторной стойки — например, на Mercedes-Benz W124 и многих автомобилях платформы Ford Fox пружина и амортизаторная стойка передней подвески макферсон были смонтированы отдельно друг от друга.

Подвеска макферсон может использоваться как для передних, так и для задних колёс. Однако в англоязычных странах аналогичную подвеску задних колёс принято называть «подвеской Чепмена» (англ. Chapman strut ). В отечественной практике иногда в том же значении используется термин «свечная подвеска» или «качающаяся свеча».

В сравнении с подвеской на двойных поперечных рычагах, макферсон уступает по параметрам кинематики (главным образом из-за существенно большего изменения развала колёс при ходах сжатия и отбоя), в значительно большей степени передаёт на кузов автомобиля вибрации и шумы, занимает много места по высоте, а также сложнее в обслуживании из-за необходимости демонтажа всей стойки, например, для замены или ремонта амортизатора, но более дёшева и технологична в производстве, компактна по ширине и имеет небольшую массу, что обусловило широчайшее её применение в практике современного автомобилестроения.

Содержание

История [ править | править код ]

Эта подвеска была названа по имени американского инженера из фирмы «Форд» Эрла Стила Макферсона, который разработал её во второй половине сороковых годов, ещё будучи сотрудником GM и работая над проектом разработанного для американского рынка, но не пошедшего в серийное производство лёгкого и дешёвого автомобиля Chevrolet Cadet [2] , а впоследствии впервые применил на серийном автомобиле модели «Форд Ведет» 1948 года, выпускавшейся французским филиалом компании [3] . Позднее она использовалась на Ford Zephyr (1950) и Ford Consul (1951), которые также претендуют на звание первых крупносерийных автомобилей с такой подвеской, так как выпускавший Vedette завод в Пуасси первоначально испытывал большие затруднения с освоением новой модели.

На самом деле, предшествовавшие «макферсону» подвески с направляющими стойками (но без нижнего рычага) применялись и намного ранее, вплоть до самого конца XIX века, а в середине двадцатых годов XX века инженером фирмы «Фиат» Gu >[4] .

Ещё одна линия развития, ведущая к подвеске данного типа — разновидность передней подвески на двух поперечных рычагах неравной длины, в которой пружина в едином блоке с амортизатором была вынесена в пространство над верхним рычагом. Это делало подвеску более компактной, разгружало нижний шаровой шарнир от передачи вертикальных усилий и позволяло на переднеприводном автомобиле пропустить между рычагами полуось с шарниром.

Заменив верхний рычаг с шаровой опорой и расположенными над ним амортизатором и пружиной на задающую траекторию движения колеса амортизаторную стойку с закреплённым на брызговике крыла поворотным шарниром, Макферсон получил названную его именем компактную, конструктивно простую и дешёвую подвеску с кинематикой, в несколько упрощённом виде повторяющей подвеску на двойных поперечных рычагах.

В изначальном варианте такой подвески, разработанном самим Макферсоном, шаровой шарнир располагался на продолжении оси амортизаторной стойки — таким образом, ось амортизаторной стойки была и осью поворота колеса. Позднее, например на Audi 80 и Volkswagen Passat первых поколений, шаровой шарнир стали смещать наружу к колесу, что позволяло сместить ось поворота колеса наружу от оси стойки и за счёт этого получить меньшие положительные, нулевые или даже отрицательные значения плеча обкатки. [1]

Массовое распространение эта подвеска получила лишь в семидесятые годы, когда были окончательно решены технологические проблемы, в частности — массового изготовления амортизаторных стоек с необходимым ресурсом. В связи со своей технологичностью и дешевизной данный тип подвески впоследствии быстро нашёл очень широкое применение в автомобилестроении, несмотря на целый ряд недостатков.

В восьмидесятые годы наметилась тенденция к повсеместному использованию подвески макферсон, в том числе — на больших и сравнительно дорогих автомобилях (Audi 100, Mercedes-Benz W124, Opel Senator, практически весь модельный ряд BMW второй половины 70-х — начала 90-х годов и другие, а также многие американские модели). Однако впоследствии необходимость дальнейшего роста технических и потребительских качеств обусловила возврат на многих сравнительно дорогих автомобилях к подвеске на двойных поперечных рычагах (Audi A4 и A6, Mercedes-Benz W210, более новые модели BMW), более дорогой в производстве, но имеющей лучшие параметры кинематики и повышающей ездовой комфорт.

Макферсон создавал свою подвеску для установки на все колёса автомобиля, как передние, так и задние — в частности, именно так она была использована в проекте Chevrolet Cadet. Однако на первых серийных моделях подвеска его разработки была применена только спереди, а задняя из соображений упрощения и удешевления оставалась традиционной, зависимой с жёстким ведущим мостом на продольных рессорах.

Только в 1957 году инженер фирмы Lotus Колин Чепмен применил аналогичную подвеску для задних колёс модели «Лотус Элит», поэтому её в англоязычных странах принято называть «подвеской Чепмена». Но, к примеру, в Германии такой разницы не делается, и сочетание «задняя подвеска макферсон» считается вполне допустимым [1] .

Пневматизация макферсона [ править | править код ]

  • осн.ст.Пневматическая подвеска колёс , Лоурайдер

С активным развитием пневмоподвески пневмоэлементы стали занимать место классических амортизаторов . С одной стороны это дало возможность регулировать уровень просвета и уменьшить тряску , с другой стороны независимая пневмоподвеска наиболее сложна и дорога в изготовлении и эксплуатации.

Преимущества и недостатки [ править | править код ]

Преимущества [ править | править код ]

  1. Малые затраты на изготовление [1] , упрощение сборки автомобиля на заводе-изготовителе — вся подвеска такого типа (поперечина, рычаги, стойки) как правило подсобирается на отдельном конвейере и устанавливается за один приём.
  2. Компактность в продольном и поперечном направлениях [1] .
  3. Большое расстояние по высоте между опорными узлами, что уменьшает боковые и продольные силы, возникающие в местах крепления к кузову [1] .
  4. Возможность осуществления больших конструктивных ходов [1] .
  5. Меньшая масса неподрессоренных частей.
  6. Верхняя опора стойки представляет собой упорный подшипник качения, с огромным ресурсом. Рычаг и шаровой шарнир в этой конструкции разгружены от передаваемых при проезде неровностей дороги вертикальных усилий, вследствие чего имеют значительный ресурс и могут быть предельно облегчены, причём диагностика неисправности шарниров облегчена благодаря наличию чётких симптомов их износа — постукивание и неустойчивость на скорости, на что водитель сразу обращает внимание.

Недостатки [ править | править код ]

  1. Несколько худшие параметры кинематики по сравнению с подвеской на двух поперечных или продольных рычагах: при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться в значительных пределах, и тем больше, чем больше ход подвески [1] . При ходе сжатия подвески выставленный изначально положительный развал колёс быстро сменяется отрицательным, что в случае передней подвески означает ухудшение устойчивости и управляемости автомобиля из-за снижения сцепления его колёс с дорожным покрытием.
  2. Передача усилия на сравнительно слабый брызговик крыла, что требует его усиления [1] ; при езде по плохим дорогам и при работе подвески «на пробой» начинается разрушение точек крепления стоек на брызговике крыла с образованием на нём усталостных трещин и началом коррозионного процесса, поэтому подвеска «макферсон» пригодна главным образом для эксплуатации на хороших благоустроенных дорогах. При эксплуатации на плохих дорогах она малодолговечна по сравнению с иными типами подвесок.
  3. Амортизаторная стойка является высоконагруженным элементом подвески, через который передаются на несущую систему автомобиля все воспринимаемые подвеской вертикальные усилия и толчки, и в ходе эксплуатации достаточно часто выходит из строя, особенно при езде по неровным дорогам. При этом её стоимость и сложность работ по её замене достаточно велики. При пробое подвески может не выдержать нижний клапан стойки, что выводит из строя её амортизаторную часть, при этом большинство современных стоек являются неразборными и заменяются исключительно в сборе. Езда с «пробитой» стойкой, в свою очередь, приводит к повреждению узла крепления стойки к брызговику крыла и, в конечном итоге, оканчивается деформацией кузова с нарушением геометрии подвески, устранимым лишь дорогостоящим кузовным ремонтом.
  4. Сложность изоляции от дорожных шумов [1] .
  5. Меньшая компенсация продольного крена («клевка») при торможении, по сравнению с подвеской на двойных рычагах [1] . Особенно это проявлялось на бывшей наиболее распространённой в ранних конструкциях разновидности подвески макферсон с расположенным перед рычагами стабилизатором поперечной устойчивости, играющим одновременно роль части нижнего рычага. Так как по соображениям сохранения необходимого дорожного просвета под передним свесом крепления стабилизатора на кузове располагались сравнительно высоко, оси рычагов подвески оказывались направлены таким образом, что «клевок» при торможении даже усиливался, так как ось рычага проходила дальше от центра тяжести, чем при рычагах, параллельных земле. С 1990-х годов рычаги подвески макферсон стали обычно делать L-образными, с большим основанием, что позволило отказаться от использования плеч стабилизатора в качестве части рычага подвески и задать более оптимальную с точки зрения противодействия «клевку» при торможении геометрию.
  6. Трение между штоком и направляющей, ухудшающее работу подвески [1] .

Из-за этого, подвеска макферсон практически никогда не используется на:

  • Гоночных и дорогостоящих спортивных моделях — преимущество в стоимости не компенсирует некоторое ухудшение кинематики, критичное для таких автомобилей [1] ;
  • Лёгких грузовых автомобилях с независимой подвеской — из-за больших нагрузок в зоне крепления стойки к брызговику [1] ;
  • Настоящих внедорожниках, рассчитанных на постоянную эксплуатацию по плохим дорогам и за их пределами;
  • Рамных автомобилях — для установки верхних опор стоек в этом случае требуются громоздкие кронштейны, что делает «макферсон» сравнительно неудобным типом подвески для рамного шасси;
  • Также долгое время не применялась на автомобилях с гидропневматической подвеской — из-за отсутствия места для гидропневматического упругого элемента [1] (но впоследствии применялась на автомобилях компании Citroën, таких как: Citroën BX, Citroën Xantia, Citroën XM, Citroën C5 I поколения).

схема, плюсы и минусы, устройство, принцип работы

Одной из наиболее распространенных систем подрессоривания, устанавливаемых на современных автомобилях, является подвеска МакФерсон. Поговорим о том, что представляет собой этот механизм, какие основные элементы входят в его состав, а также расскажем о преимуществах и недостатках подвески такого типа.

Устройство подвески МакФерсон

Основными частями конструкции этой системы являются амортизационные стойки, благодаря которым механизм еще нередко называют «качающейся свечой». В большинстве случаев система амортизации свечного типа обеспечивает соединение кузовной части машины с передними колесами. Ее установка дала возможность монтировать силовой агрегат и коробку переключения передач под капотом в поперечном положении. Этим и обусловлена высокая популярность амортизационной системы McPherson в современном автомобилестроении, ведущая роль в котором отдана переднеприводному транспорту.

Помимо амортизационных стоек, которые были упомянуты выше, в состав такой подвески входят:

  • Подрамник, который является главной несущей частью механизма подрессоривания.
  • Поворотный кулак, с помощью которого колесо поворачивается в нужном направлении.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости, отвечающий за уменьшение боковых кренов машины.
  • Поперечные рычаги колес, которые обеспечивают продольную жесткость конструкции.

Амортизационная стойка состоит из амортизатора и пружины, оси которых совпадают с буфером сжатия. Деталь закреплена нижним концом на кулаке, в то время как ее верхний край фиксируется к брызговику крыла машины посредством резиновой втулки. На многих марках автомобилей пружина и амортизатор размещены по отдельности друг от друга.

Подрамник прикрепляется к кузову транспортного средства посредством сайлентблоков. За счет применения этих резинометаллических шарниров гасится большая часть вибраций, передаваемых на кузовную часть, и снижается уровень шума при движении ТС. На нем закреплен механизм рулевого управления и такие детали, как стабилизатор и рычаги. Он является основанием амортизационной системы.

Поворотный кулак соединяется с рулевой тягой (для этого используется шарнирное соединение). Его нижняя часть прикреплена к поперечному рычагу, при этом верхний край зафиксирован на стойке. Внутри этой детали расположен узел подшипника, а также суппорт.

Стабилизатор поперечной устойчивости – это специальная круглая балка. Она имеет две опоры, которыми фиксируется на подрамнике. Стабилизирующая штанга присоединена к стойкам обоими краями.

Поперечные рычаги колес присоединены к подрамнику, для чего использованы втулки из резины. За счет того, что детали имеют двойное крепление, система подрессоривания получает необходимую продольную жесткость. Вторым краем рычаг соединяется с кулаком. Роль соединяющего элемента выполняет шаровая опора.

Как было сказано выше, на некоторых моделях авто пружина и амортизатор в системе подрессоривания находятся раздельно, но такая подвеска тоже относится к типу МакФерсон, основным признаком которой является стойка, неподвижно зафиксированная в поворотном кулаке. Это модификация механизма McPherson: она несколько ниже традиционной схемы, в которой амортизатор находится в пружине. Такой вариант облегчает работу специалистов по компоновке.

Преимущества подвески типа МакФерсон

К плюсам этой системы следует отнести:

  • Более низкую себестоимость по сравнению с подвеской, основу которой составляют двойные продольные (поперечные) рычаги.
  • Меньший показатель неподрессоренного веса машины.
  • Возможность быстрого выявления неполадок благодаря тому, что следы износа деталей хорошо заметны.
  • Компактные габариты.
  • Высокая долговечность верхней опоры амортизационной стойки.

Недостатки амортизационной системы McPherson

Минусы механизма таковы:

  • Более низкие кинематические показатели в сравнении с подвеской на рычагах.
  • Использование в тяжелых дорожных условиях приводит к тому, что в местах, где стойки крепятся к брызговику крыла, со временем начинают появляться трещины из-за «усталости» металла. Чтобы избежать этого, брызговик нужно дополнительно усиливать.
  • Относительно низкий ресурс амортизационных стоек, замена которых требует затрат времени, сил и денег.
  • Не очень хорошее сглаживание продольного крена (так называемого «клевка»), который происходит при торможении.

Из-за перечисленных минусов возможности использования этой подвески ограничены. Несмотря на достаточно низкую себестоимость системы, ее нельзя устанавливать на гоночные автомобили из-за недостаточно высоких кинематических параметров. Не ставят такой механизм и на дорогостоящие модели машин. Поскольку на места крепления амортизационных стоек в движении приходятся высокие нагрузки, ведущие к быстрому износу, систему МакФерсон нельзя устанавливать на легкие грузовики, как независимую подвеску.

Слабые стороны подвески МакФерсон стали причиной того, что многие производители «люксовых» машин не стали использовать ее, отдав предпочтение системе на основе двойных поперечных рычагов. Тем не менее, благодаря положительным сторонам, перечисленным выше, и низкой стоимости McPherson по-прежнему остается самой популярной подвеской, которая ставится на автомобили бюджетного класса.

 АВТОМОБИЛЬНАЯ ПОДВЕСКА МАКФЕРСОН. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Добрый день, в сегодняшней статье мы расскажем Вам, про самый известный на планете тип автомобильной подвески МакФерсон (McPherson). В материале будет раскрыта тема основных принципов работы такой подвески, а также из каких элементов она состоит. Кроме того, мы наглядно покажем типовую схему такой системы и установим основные конструкторские, потребительские преимущества и недостатки МакФерсон

Тип подвески МакФерсон знают практически все, от мала до велика. Она является самой распространенной среди всех существующих на земле типов автомобильных подвесок. Данную подвесочную систему автомобиля изобрел американец шотландского происхождения Джеймс Макферсон в начале 20 века. Конструкция настолько была простой и ремонтопригодной, что до нашего времени она практически и не изменилась.

Итак, приступим к рассмотрению понятия и основных принципов работы автомобильной подвески Макферсон и ее элементов.

1. Понятие и принцип работы автомобильной подвески типа Макферсон Конструкция подвески Макферсон обладает конструкционным отличием от большинства других. Отличие заключается в наличии амортизационной стойки, которая в народе имеет название «раскачивающаяся свеча«, потому и прозвали Макферсон — «Свечной подвеской«. Такой тип подвески, как правило, используется на передней оси автомобиля. Благодаря не обычной конструкции подвески, коробка передач и двигатель в автомобилях располагается под капотом, как бы поперечно и при этом образуется много свободного пространства для обслуживания узлов. Данным момент и позволил получить общемировое признание подвеске Макферсон, а также из-за этого она получила широчайшее использование у автопроизводителей переднеприводных транспортных средств. 

В состав любой подвески типа Макферсон, входят следующие элементы и узлы (обобщенно): — рычаг по перечной тяги; — подрамник; — кулак поворотного типа; — аммортизаторная стойка; — стабилизатор устойчивости поперечного типа.

В современных автомобилях некоторые элементы подвески могут изменяться, заменяться или убираться более новыми и технологичными деталями, исходя из задач, которые стоят перед производством нового транспортного средства.

2. Схема и основные элементы автомобильной подвески Макферсон

В состав почти 90 процентов модификаций автомобильной подвески Макферсон входят такие элементы, как рычаг по перечной тяги, подрамник, кулак поворотного типа, аммортизаторная стойка, а также стабилизатор устойчивости поперечного типа. Иногда применяется специальный прут под названием торсион, который выполняет функцию упругой детали.

— Несущей частью подвески является подрамник: он крепится при помощи сайлентблоков к основной конструкции подвески. Как правило, вместе с подрамником применяются резинометаллические крепежи, которые снижают шум и вибрацию на несущий кузов. Подрамник служит местом для соединения рулевой системы, поперечный элементов подвески, а также самого стабилизатора поперечного типа.

Рычаги поперечного типа крепятся с обеих сторон при помощи резиновых крепежей к подрамнику левого и правого передних или задних колес. Как правило, крепление рычагов является двойным или тройным, это сделано для того, чтобы обеспечить максимальную жесткость всей системе подвески в определенном направлении (продольном или поперечном). Второй конец рычага поперечного типа при помощи шаровой опоры держит кулак поворотного типа, если Макферсон стоит спереди.

Кулак поворотного типа при помощи соединения на шарнирной основе вставляется и соединяется с рулевой тягой. Основная функция — это обеспечение беспрепятственного поворота колеса автомобиля. Верхняя поверхность кулака закрепляется на аммортизационной стойке, а вот нижняя поверхность узла прикрепляется к рычагам поперечного типа. В поворотном кулаке располагается тормозной суппорт, а также ступичный подшипник.

Аммортизатор со стойкой, который идет вместе с пружиной и размещены вместе со специальным буфером сжимания-расжимания. Часть стойки, которая сверху, при помощи прорезиненных втулок прикрепляется к кузовному подкрыльному брызговику, а нижняя часть этого элемента подвески соединяется с кулаком поворотного типа

Иногда можно встретить современные автомобили, в которых пружина и аммортизатор разъединены на 2 отдельные детали. На фото ниже можем наглядно видеть конструкцию и места крепления стойки с аммортизатором:

Ниже на фото, можем наглядно видеть автомобильную стойку аммортизатора в сборе и ее основные элементы, которые идут единой системой:

Стабилизатор устойчивости поперечного типа необходим для уменьшения кренов кузова транспортного средства при входе в поворот. Данный элемент подвески крепится при помощи 2-ух опор. Края стабилизатора при помощи шарниров прикрепляются к стойкам с аммортизаторами. На фото ниже можем наглядно видеть, как и где расположен стабилизатор задней подвески автомобиля:

Иногда можно встретить легковые автомобили, например Мерседес-Бенц Е класса у которого пружина и аммортизатор расположены отдельно друг от друга, но это все равно признается подвеской с типом МакФерсон. А все потому что ключевым признаком и моментом такой подвески является цельная крестовина стойки в кулаке поворотного типа. Просто наш пример с Мерседес — это если можно так сказать «Модифицированный Макферсон«. Если сравнить ее со стандартной (пружина расположена слитно с аммортизатором), то она дает возможность снижать высоту конструкции и делать ее более компактной, а это уже позволяет автопроизводителям делать более просторным салон и возможность делать доступными к обслуживанию многие узлы.

3. Преимущества и недостатки автомобильной подвески Макферсон

Как и любой другой тип современной подвески, МакФерсон имеет ряд достоинств и недостатков в своей системе. О таких моментах мы сейчас и поговорим.

Преимущества автомобильной подвески с типом МакФерсон:

— значительно дешевая в производстве по сравнению с конкурентными типами подвесок; — занимает мало пространства, высокая компактность; — незначительная масса подвески в сборе, примерно на 20 процентов ниже конкурентных типов; — высокий ресурс всей системы подвески, выше на 2-3 года, чем у любом другом типе; — очень просто проводить диагностику неисправных элементов подвески такого типа, так как четкие причины износа будут видны сразу.

Однако, кроме наличия большого количества преимуществ автомобильной подвески типа Макферсон, имеются и недостатки или недоработки инженерного и системного уровня.

Недостатки автомобильной подвески с типом МакФерсон:

— показатели динамики автомобиля на продольных и поперечных рычагах лучше, чем у МакФерсон; — если автомобиль используется в суровых условиях, то возможно потребуется укрепление кузовного брызговика в местах монтажа подвески; — со времен могут возникать пробои в подвеске по неровным дорогам, а также не исключено появление трещин металлических деталей от усталости материала; — нередко возникают выходы из строя стоек аммротизаторов, что приводит к их замене или дорогостоящему ремонту; — попадание гула внутрь автомобиля от элементов крепления кузова к подвеске во время движения по дороге; — малый угол продольного крена при резком торможении транспортного средства.

К большому сожалению недочеты подвески иногда сужают возможности применения такой системы для ее установки на производимые автомобили. Если к примеру взять низкую стоимость изготовления подвески, то из-за снижения конечной цены ее узлов — это привело к ухудшению динамики автомобиля и поэтому такую подвесочную систему практически перестали устанавливать на премиальные и гоночные легковые автомобили. А такой пример, как из-за крупных нагрузок в области крепления стойки к брызговику кузова приводит со временем к сильнейшему износу и трещинам в местах состыковки, практически не позволяет применять подвеску McPherson, как независимую в транспортных средствах с повышенной грузоподъемностью. Ниже на фото, мы можем наглядно еще раз обобщенно увидеть преимущества и недостатки подвески автомобиля с типом действия McPherson:

Таким образом, трудно судить об идеальности подвески такого типа, однако, если рассматривать любую другую, то как преимуществ, так и недостатков будет не меньше, а то и недочетов может оказаться на порядок больше. Поэтому, исходя из конкурентных систем подвесок, МакФерсон выглядит наиболее надежной.

Передняя подвеска макферсон

Что за странное название у главного героя нашей статьи? На самом деле всё очень банально, именем она обязана своему изобретателю Эрлу Стили Макферсону, который разработал её в далёких 40-х годах минувшего столетия. У неё есть и другие названия. Например, «качающаяся свеча» или подвеска на направляющих стойках.

Первым серийным автомобилем с передней подвеской типа МакФерсон стал Ford Vedette, выпущенный в 1948 году.

Нужно отметить, что в те годы технологии были ещё не столь совершенны, как сейчас, и не позволяли создать амортизаторы с достаточным ресурсом, поэтому несколько десятилетий подряд автопроизводители относились к ней с некоторой опаской.

Лишь в 70-х эта подвеска стала поистине массовой, и на сегодняшний день она является хитом в своём классе узлов.

История появления

Подвеска типа Макферсон названа по фамилии разработчика – Эрла Стили МакФерсона. Инженер американской компании GeneralMotors Эрл Стили спроектировал систему для модели Chevrolet Cadet. Машина не поступила в серийное производство, поэтому впервые изделие установили на Ford Vedette (1948), предназначенный для французского рынка. А позже на моделях Zephyr и Consul в 1950 / 1951 годах.

Предпосылки к созданию автомобильных подвесок со стойками появились раньше. В 20-х гг. инженеры Fiat предложили использовать изделие с продольным рычагом и направляющей стойкой. Системы на направляющих без рычага применялись в конце 19 века.

«Предшественником» подвесок может считаться узел на поперечных рычагах разной длины. За счет замены верхнего рычага шаровой опоры на амортизаторную стойку с поворотным шарниром появился конструктивно простой относительно надежный агрегат для легковых машин.

С 50-х гг. конструкция, предложенная ученым, неоднократно совершенствовалась. Шаровой шарнир, расположенный на амортизаторной стойке (на оси), был перемещен наружу к колесам автомобиля.

Распространение схема получила в 70-90-х гг., когда появилась возможность массового недорогого производства амортизаторных стоек с увеличенным сроком службы. С развитием пневматических элементов стали популярны пружины с пневмоприводом.

Достоинства и недостатки

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

  1. 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;
  2. Макферсон подвеска способна выдержать большой вес конструкции;
  3. Надежность. Благодаря тому, что конструкция имеет не много элементов, количество соединительных мест от этого меньше, а значит и надежность выше;
  4. 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;
  5. Минимальные затраты на производство. Сборка автомобиля, становится намного проще, так как подвеска собирается, как правило, на отдельном сборочном участке, и устанавливается в один приём;
  6. Применение подвески Макферсон позволяет поперечно поместить двигатель автомобиля с коробкой передач в пространстве под капотом;
  7. Элементы неподрессоренной области подвески имеют гораздо меньший вес;
  8. Конструктивная компактность относительно продольного и поперечного сечения;
  9. 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. 

       

Что же, подводя итог можно подчеркнуть, что макферсон подвеска применяется далеко не для каждого автомобиля. Из-за некоторых негативных показателей производители автомобилей класса люкс отказываются от использования подвески Макферсон, продолжая устанавливать подвеску на двух рычагах.

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

Основные преимущества

  1. Простота и компактность конструкции.
  2. Недорогая в изготовлении и ремонте.
  3. Оптимальные эксплуатационные характеристики.
  4. Надежность.

Подвеска McPherson обладает основными преимуществами для применения в автомобилях бюджетного и среднего класса, где в первую очередь значение имеет невысокая стоимость производства.

Что внутри у МакФерсона?

Чтобы разобраться в секретах популярности творения инженера Макферсона, давайте рассмотрим его устройство.

Конструкция подвески (McPherson)

Свою работу передняя подвеска макферсон осуществляет так. В качестве главного силового элемента, который является опорой не только для элементов подвески, но и рулевого механизма, выступает подрамник.

Подрамники крепятся к кузову через сайлентблоки (это такие резино-металлические опоры), что по задумке конструкторов должно снижать шум и неприятные вибрации.

Из перечисленных в списке элементов к подрамнику прикреплены поперечный рычаг и стабилизатор поперечной устойчивости. Рассмотрим их детальнее.

Поперечные рычаги (по одному на каждое колесо) нужны для обеспечения жёсткости подвески в продольном направлении, и с одной стороны, как мы уже сказали, они крепятся к подрамнику, а с другой – к поворотному кулаку.

Стабилизаторы поперечной устойчивости (их тоже два) призваны сделать так, чтобы автомобиль меньше кренился на виражах, и вторым концом крепятся через штанги с шарнирными наконечниками к амортизаторам.

Ещё один важный элемент во всей этой конструкции – поворотный кулак. Как следует из его названия, он поворачивает колесо, но, кроме этого в нём находится тормозной суппорт и подшипниковый узел. Одним словом, это то место, куда одевается колесо машины. Закреплён он верхним концом к амортизаторной стойке, а нижним – к поперечному рычагу.

Ну и последняя деталь всего ансамбля – сама амортизаторная стойка. Это ключевой элемент подвески данного типа. Стойка МакФерсон объединяет в себе пружину и амортизатор, которые расположены соосно относительно друг друга. Куда этот элемент крепится в нижней своей части, мы уже говорили, сверху же он упирается в брызговик крыла.

Стойка МакФерсон

Наде.cm, что теперь dы представляете, как выглядит и работает этот тип подвески, но пока что не очень понятно, чем же она завоевала свою популярность.

Как работают подвески МакФерсон?

Подвески этого типа считаются простым, но эффективным вариантом для недорогих легковых автомобилей. В верхней части установлен рычаг, соединенный резиновыми элементами. Основная нагрузка при работе агрегата приходится на верхнюю часть стойки, что изначально было проблемой для инженеров – весь узел крепился на брызговике моторного отсека. При езде на «пробой» и по некачественным дорогам быстро возникали деформации тонкого металла. Усиление брызговика полностью исключило повышенные нагрузки на место установки стойки.

Принцип работы подвески основан на вертикальномдвижении амортизаторной стойки. Сама стойка телескопическая, с большим запасомпрочности. Нередко подвеску называют «качающейся свечой».

В чем особенность?

Особенность подвески Макферсон  в том, что она является независимой для каждого колеса. То есть, подвеска устанавливается отдельно на каждое колесо. В данном типе конструкции вместо двух поперечных рычагов применяется один, вместо второго поперечного рычага применяется амортизирующая стойка. В большинстве стойка собрана с пружиной. Крепление всей конструкции производится с помощью поворотного шарнира к крылу автомобиля.

Стойка очень редко устанавливается прямо. Очень часто в автомобилях можно наблюдать ее расположение под определенным углом. Этот выставленный угол имеет большое влияние на ходовые характеристики авто. Применяться эта подвеска может как для передних, так и для задних колес.

Задняя подвеска типа Макферсон

На автомобилях с независимой подвеской сзади также применяется схема МакФерсон. Однако ее разрабатывал уже другой конструктор по фамилии Чапмен. В названии часто используется и его имя. Принцип действия и устройство аналогичны передней.

Задняя независимая подвеска МакФерсон

Преимущества:

  1. Отличается легкостью по причине меньшей нагруженности задней части автомобиля.
  2. Позволяет улучшить общую управляемость.
  3. Имеет конструктивную возможность реализовать поворот колес. Актуальна для ряда автомобилей с подруливающей задней подвеской.

Несмотря на имеющиеся недостатки, подвеска на основе направляющих стоек оптимальна для большинства легковых автомобилей среднего класса. Одними из решающих преимуществ остаются стоимость производства и ремонтопригодность.

Независимая подвеска автомобиля типа Макферсон

Начнем обзор с самой распространенной на сегодняшней день конструкции подвески — независимой подвески с пружинной стойкой (MacPherson) и рычагом.

Патент на подвеску МакФерсон был получен еще в 1945 году. Ее конструкция стала продолжением эволюции двухрычажных подвесок, где управляющий рычаг сверху заменили вертикальной направляющей – пружинной стойкой. Такие стойки МакФерсон могут использоваться как на передней оси автомобиля, так и на задней, благодаря имеющимся конструкциям. При этом происходит соединение ступицы колеса с телескопической трубой. К управляемым передним колесам стойка прикрепляется с помощью шарниров.

Впервые стойки МакФерсон были установлены на автомобиль серийной модели Форд Ведет в 1948 году, которую выпускал филиал компании во Франции. Немного позднее такие стойки использовали на Ford Consul и Ford Zephyr. Их также можно считать первыми автомобилями крупных серий, которые получили такую подвеску, потому что освоение свежевыпущенной модели Vedette заводом во французском городе Пуасси сначала было затруднено.
Стоит отметить, что и до МакФерсона были попытки разработок подобных конструкций (с самого начала 20-го века). Например, очень похожую подвеску в 20-х годах создал инженер Guido Fornaca из компании Fiat. Считается даже, что MacPherson частично позаимствовал некоторые его разработки.
Прямым предком подвески с пружинной стойкой является разновидность передних подвесок с двумя поперечными, не равными по длине рычагами, где пружина в единой конструкции с амортизатором была перемещена в место над верхним рычагом. Благодаря этому подвеска стала более компактной, а на переднеприводном автомобиле появилась возможность полуось с шарниром пропустить между рычагами.
Таким образом, путем замены верхнего рычага с шаровой опорой и амортизаторного блока с пружиной, расположенного над ним, на амортизаторную стойку с поворотным шарниром, расположенным на брызговике, Мак Ферсон смог получить простую и недорогую компактную конструкцию. Впоследствии ей присвоили имя разработчика, и подвеска получила применение на множестве моделей Форд, предназначенных для рынка Европы.
Оригинальный вариант этой подвески имел немного отличающееся от современного расположение шарового шарнира – он стоял на продолжении оси стойки амортизатора. Так, эта ось являлась и осью поворота колеса. Впоследствии, к примеру, на моделях первых поколений Audi 80 и Volkswagen Passat этот шаровой шарнир стали перемещать наружу, к колесу. Это позволяло в итоге получить гораздо меньшее значение плеча обкатки.
Популярность подвеска набрала только к семидесятым годам ХХ-го века, именно к тому времени были окончательно решены проблемы с массовым производством стоек амортизаторов с нужным ресурсом. Благодаря своей технологичности и дешевизне, подвеска МакФерсона нашла со временем широчайшее применение в автомобильном производстве, даже несмотря на ряд своих недостатков.
В 80-е годы подвеска данного типа уже начала использоваться повсеместно, включая крупные автомобили и авто высокой классности. Однако далее, учитывая необходимость постоянного совершенствования технологий и роста потребительских и технических качеств, произошел возврат к подвеске с двойными поперечными рычагами, особенно на дорогих автомобилях. Такая подвеска требовала более высоких финансовых вложений, но и давала лучшие кинематические качества, а также повышала комфорт езды.


Подвеска Мак Ферсона была предусмотрена для применения на все колеса (и передние, и задние). Например, ее использовали в проекте Chevrolet Cadet, а так же данный тип подвески предусмотрен на современных автомобилях — седане Тойота Камри и кроссовере Тойота Венза. Но на первых моделях серийного выпуска ее применяли только спереди. Сзади же, в целях экономии и упрощения конструкции, ставили традиционную зависимую подвеску, имеющую жесткий ведущий мост на продольных рессорах.
Лишь в 1957 году Колин Чепмен, инженер компании Lotus, попробовал применить подобную подвеску на задних колесах модели Lotus Elite. Именно поэтому в англоязычных государствах ее так и называют – подвеска Чепмена. Однако в Германии, например, на этом внимание не заостряется, а выражение «задняя подвеска МакФерсон» вполне допустимо.
В наши дни эта подвеска является самым распространенным типом независимых подвесок для легковых автомобилей. Она проста, сравнительно недорога, компактна и имеет хорошую кинематику.

Подвеска МакФерсона имеет направляющую стойку и один поперечный рычаг. Иногда присутствует еще и один продольный рычаг. При проектировании ее главной целью было добиться компактности и наибольшей простоты конструкции, а не комфорт и управляемость на дороге. В итоге она получила не такие уж и отличные характеристики. Например, обнаружилась необходимость более жесткого крепления стойки к кузову автомобиля, проблема шумов, которые передавались кузову от дороги, и многое другое. Однако, она все же оказалась очень технологичной, чем завоевала признание и популярность у большинства мировых автопроизводителей, и это продолжается до сих пор. По факту лишь эта подвеска дает возможность поперечного расположения двигателя в автомобиле.
В настоящее время некоторые компании начинают отходить от классического варианта данной подвески, используя схему с дополнительным поперечным рычагом сверху. В итоге получается своеобразный гибрид подвески МакФерсон с подвеской на поперечных рычагах. Это дает ту самую недостающую управляемость, не теряя при этом свойства компактности.
Самыми основными преимуществами этой подвески можно считать ее малую неподрессоренную массу и компактность. Также на широкое распространение подвески МакФерсона во многом повлияла и ее не слишком высокая стоимость, небольшая трудоемкость производства и наличие простора для дальнейших усовершенствований. Она же явилась довольно удачным решением для варьирования различных компоновочных схем в ограниченных пространствах.
К недостаткам подвески МакФерсона можно отнести шумность и недостаточную надежность, а также малую компенсацию крена – клевание при торможении автомобиля и приседания при его разгоне.

Подвеска МакФерсон McPherson — RacePortal.ru

ИСТОРИЯ

Подвеску Макферсона нередко называют амортизационной стойкой либо качающейся свечой. Главная её отличительная черта — наличие блока, состоящего из амортизатора, пропущенного внутри пружины. Иногда говорят о подвеске Макферсон с эластичным элементом, установленным отдельно от амортизатора, или с торсионом, использующимся вместо пружины, однако такие конструкции, по сути, являются творческими вариациями с иными техническими характеристиками.

Считается, что подвеска Макферсон была разработана в 40-е годы, хотя такое утверждение не полностью соответствует действительности. Ещё в 1912 году появились автомобили Fournier, в которых использовалась похожая схема, хотя направление движения задавалось отдельной стойкой.

В 1925 году компания FIAT создала подвеску с нижним рычагом и индивидуальной направляющей стойкой, которая конструктивно была очень похожа на современную ходовую часть типа Макферсон. Однако оба варианта подвески были достаточно сложны и дороги в производстве и ненадёжны, поэтому широкого распространения не получили.

Однако схема, предложенная итальянскими инженерами, понравилась ведущему конструктору компании Ford, Эрлу Макферсону, чьим именем и была впоследствии названа эта подвеска. Кроме того, он детально изучил широко распространённую ходовую часть с двумя асимметричными рычагами, закреплёнными в верхней и нижней точке ступицы. Такой вариант позволял разнести вертикальные и горизонтальные нагрузки на различные элементы подвески, увеличивая её надёжность. Кроме того, между рычагами оставалось пространство, в которое можно было пропустить приводной вал. С помощью двухрычажной схемы можно было создавать надёжные и долговечные переднеприводные автомобили, однако речь о доступной стоимости даже не шла.

Макферсон пошёл по пути упрощения. Он полностью избавился от верхнего рычага, шаровой опоры и прочих элементов, которые делали схему ненадёжной. Вместо них он установил классическую амортизаторную стойку, которую мы знаем, как подвеску типа Макферсон.

Точкой крепления стойки к кузову стал усилитель переднего крыла, который принял на себя основные нагрузки. Такая схема получилась очень удачной, поскольку она сочетала в себе надёжность, относительно хорошие эластокинематические параметры, простоту конструкции и значительную дешевизну. Для поворота колеса использовался специальный кулак, который перемещал шаровую опору, отвечавшую за положение колеса.

В классической подвеске Эрла Макферсона эта опора была своеобразным продолжением амортизаторной стойки, что делало её очень простой в изготовлении. Однако многие производители престижных автомобилей, которые заинтересовались подвеской Макферсон, монтировали управляемую шаровую опору максимально близко к колесу, что позволяло уменьшить плечо обкатки и достичь превосходного удобства управления автомобилем. Кроме того, подвеска Макферсон с отрицательным плечом обкатки позволила сделать современные автомобили безопасными, предотвратив потерю курсовой устойчивости при наезде на неровности.

Изначально Эрл Макферсон предполагал, что его подвеска в ещё более упрощённом варианте будет устанавливаться на заднюю ось автомобиля, что позволит сделать все четыре колеса абсолютно независимыми и улучшит характеристики управляемости. Однако компания Ford была не слишком заинтересована в использовании такой схемы — она предпочла ей заднюю полузависимую подвеску, соединённую эластичной поперечиной. А первый автомобиль с четырьмя колёсами, оснащёнными подвеской Макферсон — Chevrolet Cadet, не смог пройти ходовые испытания, и этот проект был закрыт.

Chevrolet Cadet 1947

В 1957 году впервые появился модернизированный вариант подвески Макферсон для задней оси автомобиля — его предложил главный конструктор и основатель компании Lotus Колин Чепмэн. Его идея состояла в том, что направление колеса должна была задавать сама приводная полуось, а амортизаторная стойка крепилась к верхней точке ступицы независимо от неё. Это позволило добиться очень высокой надёжности и избавиться от множества проблем классической подвески Макферсона. Кроме того, вариант Чепмэна позволял достаточно просто регулировать угол развала, приспосабливая ходовую часть автомобиля к его текущему весу.

Сейчас подвеска Макферсон активно применяется на массовых автомобилях и в ряде машин престижных брендов. Инженеры продолжают поиск путей её совершенствования, избавляясь от традиционных недостатков и находя новые преимущества. Однако некоторые производители вернулись к традиционной схеме с двумя качающимися рычагами, посчитав её более совершенной, а иные разработали собственную многорычажную конструкцию.

СТРОЕНИЕ

Большинство модификаций МакФерсон включают такие конструкционные элементы: стабилизатор поперечной устойчивости, амортизационную стойку, поворотный кулак, поперечный рычаг и подрамник. Также возможно использование торсиона в качестве упругого элемента.

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 посредством шарнирного соединения крепится к рулевой тяге, обеспечивая поворот колеса. Верхняя часть поворотного кулака закреплена на амортизационной стойке, а нижняя соединена с поперечным рычагом. Также в нем размещены тормозной суппорт и подшипниковый узел.

Амортизационная стойка включает пружину и амортизатор, соосно расположенные с буфером сжатия. Верхняя часть стойки с помощью резиновой втулки крепится к брызговику крыла, нижняя соединяется с поворотным кулаком. Некоторые авто производители разъединяют пружину и амортизатор на два конструктивных элемента.

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.

В некоторых машинах имеется раздельное расположение пружины и амортизатора — это все равно считается подвеской МакФерсон. Ведь её ключевой признак — это жесткая заделка стойки в поворотном кулаке. Такую схему часто называют «modified McPherson»: по сравнению с традиционной (когда амортизатор расположен внутри пружины), она позволяет уменьшить общую высоту конструкции, что играет на руку компоновщикам.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

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.

Шесть МакФерсонов — на выбор

Святая простота оказалась довольно востребованным товаром. Прошло только 50 лет с момента освоения конструкции самой коммерчески выгодной подвески, но уже сегодня можно говорить о том, что на каких машинах не устанавливалась бы конструкция, по ее вине ни один автомобиль не терпел фиаско на рынке. Даже самые бюджетные.

В этом плане всех перекрыл Фиат, установив на модель Панда потрясающе экономичную конструкцию. На Панде даже нет рычага в полноценном понимании. Пружинная стойка с однотрубным амортизатором упирается сверху в кузов, а снизу ее держит торсионный стабилизатор поперечной устойчивости и малюсенький поворотный рычаг, который крепится к стойке элементарным болтом. Даже проще, чем в восьмерке. В общем, за эти годы можно уже выделить шесть разновидностей подвесок МакФерсон.

После Дженерал Моторз МакФерсон ушел работать в компанию Форд. Макферсон классический Именно тот, который качал Форд Консул в 1949 году, похожий устанавливают на ВАЗ. Конструкцию отличает узкий нижний рычаг, который намертво жестко крепился к стабилизатору поперечной устойчивости. Одновременно и плюсы и минусы такой конструкции то, что стабилизатор слишком много на себя брал. Кроме своих основных функций, он служил еще дополнительным плечом нижнего рычага, не давая уходить машине в сторону при разгоне и торможении.

Макферсон с треугольным рычагом Эта схема появилась в начале 70-х на автомобилях Кадетт Е. Прочный треугольный рычаг крепился не к кузову, а к подрамнику. Подрамник же висел на резиновых сайлент-блоках, поглощая все дорожные вибрации, делая переднюю подвеску максимально комфортной.

Немакферсон Макферсон, но не совсем, поскольку короткая пружина устанавливалась отдельно от амортизатора. Амортизатор все так же упирался в чашку, приваренную к кузову на колесной арке. Такая предательская конструкция показала себя гораздо выносливее, чем настоящий Макферсон. 124-е и 201-е Мерседесы оборудовались именно такой конфигурацией, а Форд Транзит спрыгнул с такой конструкции только в 2001 году. Надежность обеспечивалась именно снижением нагрузки на верхнюю опорную часть, поэтому вы никогда не увидите Транзит с раздолбанной опорной частью в верхней чашке колесной арки.

Беспружинный Как назвать этот МакФерсон, сказать тяжело, поскольку в нем напрочь отсутствуют пружины. Хитрые итальянцы применили вместо нее продольные торсионы на Фиат 130. Торсионы, кстати ждали и Жигули, если бы не главный конструктор МЗМА, который входил в состав комиссии по приемке Фиата. Он серьезно поскандалил с итальянцами по этому поводу и по поводу нижневального двигателя, который итальянцы хотели втюхать советским лопуховатым инженерам-приемщикам. Но дело не в этом, а в том, что и на Мерседесах Спринтер и Фольксвагенах ЛТ в 90-х применялся Макферсон такого типа, только с поперечной рессорой.

Американский Макферсон Такая разновидность применяется только на задней подвеске. Здесь работают аж три рычага — один поперечный и два продольных. Практически на всех переднеприводных американцах 80-90-х годов стоит такая задняя подвеска, а за ними не отстают некоторые корейцы и японцы.

Макферсон Рено Это однозначно правильное название, поскольку такая схема применяется только на этих французских автомобилях. Чтобы избежать всех недостатков макферсона по управляемости, которых предостаточно, французы применили шкворня. Такие, как на Волге. Только не тот резьбовой скрипящий кошмар, конструкция получилась более элегантной. Стойка здесь неповоротная, а колесо с кулаком поворачиваются, удерживаясь шаровыми опорами. 

ПРЕИМУЩЕСТВА менее затратная при производстве в сравнении с исполнением подвески на двойных поперечных рычагах относительно компактная меньшая неподрессоренная масса значительный ресурс верхней опоры стойки, представляющей собою упорный подшипник качения легкая диагностика неисправностей вследствие наличия чётких симптомов износа

Еще одним плюсом такой конструкции стала ее смехотворная цена. По сравнению с двухрычажной подвеской, передняя подвеска МакФерсон стоит втрое дешевле и вчетверо дешевле, чем многорычажная. Еще свое существование она оправдала тем, что очень упростила жизнь конструкторам, которые разрабатывают переднеприводные автомобили. Представьте, сколько места экономит МакФерсон в колесной арке.

Передняя подвеска МакФерсон по стоимости выходит в несколько раз дешевле, чем многорычажная Подкапотное пространство увеличилось вполовину, а это позволило устанавливать и поперечные двигатели с коробкой вместе, и все навесное оборудование, а в некоторых еще места на запаску и на ящик с инструментами хватает. Кстати, об инструментах. МакФерсон так просто не разберешь. Имеется в виду классическая стойка с пружиной и амортизатором в одном блоке. Для этого применяется хитрый и дорогой прибор, который предназначен для разборки стоек.

НЕДОСТАТКИ сравнительно с подвеской на двух продольных или поперечных рычагах, параметры кинематики несколько хуже необходимость усиления брызговика крыла работа подвески «на пробой» и езда по плохим дорогам приводит к образованию усталостных трещин в точках крепления стоек на брызговике крыла частый выход из строя амортизационных стоек с необходимостью трудоемкой и дорогостоящей их замены передача дорожных шумов на кузов и в салон относительно меньшая компенсация «клевка» (продольного крена) при торможении Недостатки подвески ограничивают возможность её применения. Так, несмотря на преимущество в стоимости изготовления, из-за некоторого ухудшения кинематики её практически не устанавливают в дорогостоящих и гоночных моделях авто. Большие нагрузки в зоне крепления стойки и связанный с ними быстрый износ конструкции не позволяет использовать МакФерсон в качестве независимой подвески в легких грузовых автомобилях. Из-за этих недостатков часть производителей авто класса «люкс» отказалась от использования МакФерсона, продолжая совершенствовать подвеску на двойных поперечных рычагах. Вместе с тем, конструкционные преимущества и дешевизна сделали МакФерсон распространенным типом подвески для бюджетных машин.

 

Подвеска McPherson МакФерсон схема, устройство, принцип действия, плюсы и минусы

Как она функционирует

Работает подвеска МакФерсона так: при наезде на неровность, колесо вертикально смещается относительно кузова и это обеспечивает стойка (за счет сжатия пружины) и рычаг, крепящийся подвижными соединениями к ступице и несущей части.

Пружина воспринимает усилие, но она не способна его быстро загасить, и здесь в работу вступает амортизатор, который и поглощает всю энергию.

Во время наезда на неровность также возникает усилие, которое старается сместить само колесо в продольном направлении. С таким негативным действием «борются» два рычага, установленных под углом или же один А-образный, у которого две вершины крепятся к кузову и только одна – к ступице.

После преодоления неровности, пружина принимает исходное положение, из-за чего колесо, относительно кузова, выравнивается.

При преодолении неровностей оба колеса смещаются независимо друг от друга. Но при этом подвеска не способна полностью поглотить все усилия и часть их все же передается на кузов. При этом возникает вероятность раскачивания несущей части, если оба колеса движутся по неровности.

Чтобы этого не произошло и используется стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий две независимые подвески одной оси. Он представляет собой обычный торсион и за счет возникновения сил, противодействующих скручиванию, он способен погасить колебательные движения кузова.

Конструкция

Главными идеями, которые закладывал Эрл Стили в свое детище, была компактность, простота и, соответственно, дешевизна механизма. Подвеска МакФерсона стала удачной модификацией подвески другого типа – на двух поперечных рычагах. Замена верхнего рычага с шаровой опорой и находившегося над ними амортизаторного блока  простой амортизаторной стойкой соединенной с одной стороны с поворотным кулаком, а с другой с опорным подшипником, сделала конструкцию компактной, простой и дешевой, как раз такой, какой ее и хотел видеть Макферсон.

С двух сторон к подрамнику крепятся поперечные рычаги (от правого и левого колеса, соответственно). Каждый из них соединяется с подрамником с помощью резиновых втулок. Все это нужно для большей жесткости в продольном направлении.


Подвеска типа МакФерсон

С другой стороны каждого поперечного рычага находится наш следующий герой – поворотный кулак. Он поворачивает колесо за счет своей крепкой шарнирной связи с рулевой тягой. Сверху к поворотному кулаку крепится амортизаторная стойка, а снизу его крепко удерживают поперечный рычаг.

Амортизаторная стойка, объединяет в себе пружину и сам амортизатор. Стойка имеет вертикальное расположение относительно поворотно кулака.

На современных автомобилях так же появился еще один элемент конструкции – стабилизатор поперечной устойчивости, обеспечивающий снижение боковых кренов автомобиля.

Преимущества и недостатки

Преимущества подвески Макферсон следующие:

  • Дешевизна при изготовлении.
  • Малый размер, а следовательно, и небольшой вес неподрессоренной массы.
  • Широкие возможности для конструкторов.
  • Очень большой ресурс.

Однако у подвески Макферсон есть и свои недостатки:

  • Худшие параметры кинематики по сравнению с подвеской на двух поперечных или продольных рычагах.
  • Все усилие передается на опоры стоек. При езде по плохим дорогам начинается процесс разрушения точек крепления стоек, что сводит на нет все преимущества в ресурсе.
  • Стойка амортизатора при езде по неровным дорогам быстро превращается в расходный материал. При этом сложность и стоимость работ по ее замене весьма высокая.
  • Несмотря ни на что, уровень шумов, проникающих в салон, довольно высокий.
  • Сильные крены как в поворотах, так и при торможении.

Подвеска Макферсон может использоваться как исключительно для передних, так и для задних колес. Однако, для применения на задних колесах, конструкция была измена инженером фирмы Lotus Колином Чемпменом, и Макферсон в ее создании участия не принимал. В результате чего во всех англоязычных странах такой механизм подвески для задних колес называют «подвеской Чемпмена».

Независимая ни от кого подвеска МакФерсон

Эрл МакФерсон был действительно талантливым инженером и пришел в Дженерал Моторз уже не с пустыми руками. Правда, многие его идеи отбраковывались руководством, как несоответствующие имиджу концерна. Простота — не всегда признак надежности и универсальности. Это же касается и подвески автомобиля. Концерн считал, что подвеска обязана быть комфортной, иметь хорошую управляемость. Стоимость подвески как в производстве, так и в обслуживании, не слишком волновала на тот момент Дженерал Моторз. В подвеске МакФерсона — все наоборот. Но обо всем по порядку.

Видеоурок об устройстве подвески

Десятилетиями доказывающая свою состоятельность, двухрычажная подвеска вполне устраивала большинство производителей и потребитель особенно не выставлял претензий к ней. Не будем описывать инженерные тонкости, скажем лишь, что стандартная двухрычажная независимая подвеска состоит из поворотного кулака с колесной ступицей, амортизатора с пружиной и двух разноплечих рычагов — верхнего и нижнего. Просто, ничего лишнего и крайне эффективно.

Устройство подвески МакФерсон

Подвеска с качающейся амортизационной стойкой имеет кованый рычаг, к которому через резиновые подушки присоединено плечо стабилизатора. Поперечная часть стабилизатора резиновыми подушками и стальными скобами крепится к поперечине кузова. Таким образом, диагональное плечо стабилизатора передает на кузов продольные усилия со стороны колеса и, следовательно, составляет часть интегрированного рычага направляющего устройства подвески. Резиновые подушки позволяют компенсировать перекосы, возникающие при качании такого составного рычага, а также гасят продольные вибрации, передаваемые от колеса на кузов.Шток телескопической стойки закреплен на нижнем основании резинового блока верхней пяты и не поворачивается вместе со стойкой и установленной на ней пружиной. В таком случае при любых поворотах управляемых колес стойка также поворачивается относительно штока, снимая трение покоя между штоком амортизатора и его направляющей, поршнем амортизатора и цилиндром, что улучшает реагирование подвески на малые дорожные неровности.Пружина устанавливается не соосно стойке, а наклонена в сторону колеса для того, чтобы уменьшить поперечные нагрузки на штоке, его направляющей и поршне, возникающие под воздействием вертикального усилия на колесе.Особенностью подвески управляемых колес является то, что она должна позволять колесу совершать повороты независимо от прогиба упругого элемента. Это обеспечивается с помощью так называемого шкворневого узла. Подвески могут быть шкворневыми и бесшкворневыми.При шкворневой подвеске поворотный кулак закреплен на шкворне, который установлен с некоторым наклоном к вертикали на стойке подвески. Для уменьшения момента трения в этом шарнире могут применяться игольчатые, радиальные и упорные шариковые подшипники качения. Наружные концы рычагов подвески связаны со стойкой цилиндрическими шарнирами, обычно выполненными в виде смазываемых подшипников скольжения.Основным недостатком шкворневой конструкции является большое число шарниров. При качании рычагов направляющего устройства в поперечной плоскости невозможно достичь «антиклевкового эффекта» из-за наличия центра продольного крена подвески, так как оси качания рычагов должны быть строго параллельны.Гораздо больше распространены бесшкворневые независимые подвески, где цилиндрические шарниры стойки заменены сферическими. В конструкцию данного шарнира входит палец с полусферической головкой, на него надет металлокерамический опорный вкладыш, работающий по сферической поверхности корпуса шарнира. Палец опирается на вкладыш из специальной резины с нейлоновым покрытием, установленный в специальной обойме. Корпус шарнира крепится к рычагу подвески. При повороте колеса палец поворачивается вокруг своей оси во вкладышах. При прогибах подвески палец совместно с вкладышем качается относительно центра сферы — для этого в корпусе имеется овальное отверстие. Этот шарнир является несущим, так как через него передаются вертикальные силы от колеса к упругому элементу, пружине, опирающейся на нижний рычаг подвески. Рычаги подвески крепятся к кузову либо посредством цилиндрических подшипников скольжения, либо с помощью резинометаллических шарниров, работающих за счет деформации сдвига резиновых втулок. Последние требуют смазывания и обладают виброизолирующим свойством.

Здесь вы узнаете:

  • Устройство подвески грузового автомобиля
  • Конструкция современной подвески
  • Независимая подвеска
  • Зависимые подвески
  • Устройство задней подвески автомобиля
  • Устройство балансирной подвески

Шесть МакФерсонов на выбор

Святая простота оказалась довольно востребованным товаром. Прошло только 50 лет с момента освоения конструкции самой коммерчески выгодной подвески, но уже сегодня можно говорить о том, что на каких машинах не устанавливалась бы конструкция, по ее вине ни один автомобиль не терпел фиаско на рынке. Даже самые бюджетные. В этом плане всех перекрыл Фиат, установив на модель Панда потрясающе экономичную конструкцию. На Панде даже нет рычага в полноценном понимании. Пружинная стойка с однотрубным амортизатором упирается сверху в кузов, а снизу ее держит торсионный стабилизатор поперечной устойчивости и малюсенький поворотный рычаг, который крепится к стойке элементарным болтом. Даже проще, чем в восьмерке. В общем, за эти годы можно уже выделить шесть разновидностей подвесок МакФерсон. Поскольку инженеры названий им еще не дали, мы позволим себе придумать свою терминологию.

После Дженерал Моторз МакФерсон ушел работать в компанию Форд

Макферсон классический

Именно тот, который качал Форд Консул в 1949 году, похожий устанавливают на ВАЗ. Конструкцию отличает узкий нижний рычаг, который намертво жестко крепился к стабилизатору поперечной устойчивости. Одновременно и плюсы и минусы такой конструкции то, что стабилизатор слишком много на себя брал. Кроме своих основных функций, он служил еще дополнительным плечом нижнего рычага, не давая уходить машине в сторону при разгоне и торможении.

Макферсон с треугольным рычагом

Эта схема появилась в начале 70-х на автомобилях Кадетт Е. Прочный треугольный рычаг крепился не к кузову, а к подрамнику. Подрамник же висел на резиновых сайлент-блоках, поглощая все дорожные вибрации, делая переднюю подвеску максимально комфортной.

Немакферсон

Макферсон, но не совсем, поскольку короткая пружина устанавливалась отдельно от амортизатора. Амортизатор все так же упирался в чашку, приваренную к кузову на колесной арке. Такая предательская конструкция показала себя гораздо выносливее, чем настоящий Макферсон. 124-е и 201-е Мерседесы оборудовались именно такой конфигурацией, а Форд Транзит спрыгнул с такой конструкции только в 2001 году. Надежность обеспечивалась именно снижением нагрузки на верхнюю опорную часть, поэтому вы никогда не увидите Транзит с раздолбанной опорной частью в верхней чашке колесной арки.

Беспружинный

Как назвать этот МакФерсон, сказать тяжело, поскольку в нем напрочь отсутствуют пружины. Хитрые итальянцы применили вместо нее продольные торсионы на Фиат 130. Торсионы, кстати ждали и Жигули, если бы не главный конструктор МЗМА, который входил в состав комиссии по приемке Фиата. Он серьезно поскандалил с итальянцами по этому поводу и по поводу нижневального двигателя, который итальянцы хотели втюхать советским лопуховатым инженерам-приемщикам. Но дело не в этом, а в том, что и на Мерседесах Спринтер и Фольксвагенах ЛТ в 90-х применялся Макферсон такого типа, только с поперечной рессорой.

Американский Макферсон

Такая разновидность применяется только на задней подвеске. Здесь работают аж три рычага — один поперечный и два продольных. Практически на всех переднеприводных американцах 80-90-х годов стоит такая задняя подвеска, а за ними не отстают некоторые корейцы и японцы.

Макферсон Рено

Это однозначно правильное название, поскольку такая схема применяется только на этих французских автомобилях. Чтобы избежать всех недостатков макферсона по управляемости, которых предостаточно, французы применили шкворня. Такие, как на Волге. Только не тот резьбовой скрипящий кошмар, конструкция получилась более элегантной. Стойка здесь неповоротная, а колесо с кулаком поворачиваются, удерживаясь шаровыми опорами.

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.

Устройство подвески

Широкое распространение подвеска MacPherson получила благодаря очень простому устройству с небольшим количеством составных частей.

Конструкция ее включает в себя:

  • Кронштейны кузова или подрамник;
  • Нижний рычаг;
  • Амортизационная стойка;
  • Верхняя опора;
  • Элементы, обеспечивающие подвижные соединения (резинотехнические элементы, шаровые опоры).

Это компоненты только одного колеса. На одной оси для двух ее колес используется два комплекта перечисленных составляющих. Но есть еще один компонент, соединяющий подвески левого и правого колес – стабилизатор поперечной устойчивости, который своими концами прикрепляется к стойкам или рычагам, а в центральной части к подрамнику или кузову.

Элементы подвески МакФерсон

Устройство подвески МакФерсона очень простое. В нижней части ступица колеса прикреплена подвижным соединением к кузову посредством поперечного нижнего рычага. К ступице также крепиться вертикально расположенная амортизационная стойка (хотя и не строго вертикально, а под определенным углом). В верхней части эта стойка упирается в кузов и крепиться к нему посредством опоры. Вот и вся конструкция этой независимой подвески.

Поворотный кулак со ступицей

Теперь немного по каждому составному элементу подвески. Для крепления к кузову в нижней части предусмотрены кронштейны, представляющие собой обычные проушины, к которым посредством болтового соединения крепятся поперечные рычаги. Но чтобы обеспечить уменьшенную передачу вибрации на кузов, крепление рычага делается через резинометаллические проставки – сайлент-блоки. Кронштейны эти могут быть сделаны как на самом кузове, так и на подрамнике – трубной конструкции, крепящейся к несущей части.

В самой простой версии этой подвески используется всего один нижний поперечный рычаг, крепящийся одним концом через сайлент-блок к кузову, а вторым посредством шаровой опоры – к ступице. Дополнительно к этому рычагу присоединяется стабилизатор, тоже через сайлент-блок. Но такая конструкция не обеспечивает должной жесткости относительно продольного смещения колеса.

Поэтому более современные подвески МакФерсона используют либо два поперечных рычага, установленных под определенным углом относительно друг друга, либо один, но А-образный. Такое решение несколько увеличивает количество точек крепления, а значит, и мест, в которых может появиться вибрация, но зато обеспечивается должная фиксация колеса от продольного смещения. В таких конструкциях стабилизатор если и крепиться к рычагу, то не напрямую, а посредством специальной стойки. Но очень многие автопроизводители фиксируют концы стабилизатора к корпусу стойки через тяги.

Амортизационная стойка является главным элементом подвески МакФерсона, поскольку в ее задачу входит гашение колебательных движение и максимально возможное снижение их передачи на кузов. Состоит она из корпуса, посредством которого она крепиться к ступице, пружины и амортизатора. Классической является схема стойки, в которой амортизатор с корпусом располагаются внутри пружины, хотя есть и конструкции с вынесенной пружиной.

Устройство газомасляной стойки MacPherson

В верхней части стойка крепиться посредством специальной опоры, в которую упирается пружина. Зачастую в конструкции опоры используется подшипник, который обеспечивает возможность вращения стойки вокруг оси. Чем достигается еще одно положительное свойство этого вида подвески – возможность использования ее в качестве поворотного кулака.

Стойка МакФерсона > Съел мотор

Несмотря на то, что стойки MacPherson часто неправильно понимают и часто пишут с ошибками, они являются одной из наиболее распространенных систем подвески, используемых в современных автомобилях, и встречаются на всем, от Proton Savvy до самого грозного Porsche 911 Turbo. В этой недавно переработанной и обновленной части Ate Up With Motor мы рассмотрим происхождение и работу стойки MacPherson, включая современные варианты, такие как Toyota Super Strut, GM HiPer Strut и Ford RevoKnuckle.

Примечание автора: Эта статья была значительно переработана, чтобы прояснить некоторые моменты и исправить некоторые фактические ошибки. Если вы уже знакомы с происхождением стойки MacPherson (или вам действительно все равно), перейдите на страницу 2 для технических подробностей.

ЭРЛ С. МАКФЕРСОН

Эрл Стил Макферсон (не Эрл Макферсон, как это часто пишут с ошибками даже в авторитетных источниках) родился в Хайленд-Парке, штат Иллинойс, пригороде Чикаго, 6 июля 1891 года.Получив степень бакалавра машиностроения в Университете Иллинойса в 1915 году, он переехал в район Детройта и пошел работать в Chalmers Motor Company.

Макферсон служил в Европе во время Первой мировой войны, сначала в качестве гражданского механика по двигателям в авиационном отделении Корпуса связи армии США (не летчик-истребитель, как иногда сообщалось), а затем в качестве капитана в авиации американских экспедиционных сил. техническое подразделение. Когда война закончилась, он вернулся в Детройт и устроился на работу в Liberty Motor Car Company.После того, как Liberty была выкуплена Columbia Motors в 1922 году, Макферсон уехал в Hupp, где он оставался около десяти лет, в конце концов став помощником главного инженера.

Эрл Макферсон в 1950-х годах. (Авторское право на фото © Ford Motor Company; используется с разрешения)

В 1934 году, когда Hupmobile сильно заболел, Макферсон и несколько других инженеров Hupp (включая будущего инженера кузова Hudson Карла Цензера и будущего инженера Nash Теда Ульриха) ушли в General Motors, где Макферсон стал помощником вице-президента по инженерным вопросам.Одним из их первых проектов была разработка прототипа будущего маленького Chevrolet с использованием запатентованной Баддом унифицированной конструкции. Поскольку прототип был разработан центральным инженерным штабом, а не подразделением, мы предполагаем, что это был прежде всего исследовательский проект, но он стал основой Opel Olympia 1935 года и Vauxhall 10-4 1938 года, первых серийных автомобилей GM с цельным кузовом.

Цензер и Ульрих впоследствии ушли в The Budd Company, где продолжили работу над проектированием кузовов агрегатов, но Макферсон остался в GM.В мае 1935 года его перевели в подразделение Chevrolet, где он подчинялся тогдашнему главному инженеру Джеймсу М. Кроуфорду. Впоследствии Макферсон стал главным инженером Chevrolet по проектированию легковых и грузовых автомобилей.

ШЕВРОЛЕ КАДЕТ

Весной 1945 года генеральный менеджер Chevrolet Марвин Э. Койл убедил президента GM Чарли Уилсона разрешить создание нового подразделения легковых автомобилей и назначил MacPherson его главным инженером. Цель подразделения легковых автомобилей состояла в том, чтобы разработать более дешевый и экономичный компактный автомобиль, который дилеры Chevrolet могли бы продавать вместе со стандартным Chevrolet.

Проект легкового автомобиля Chevrolet был вызван опасениями Койла, что неизбежное окончание войны вызовет еще одну серьезную рецессию, подобную той, которая парализовала автомобильную промышленность вскоре после окончания Первой мировой войны (и чуть не уничтожила молодую Lincoln Motor Company, возглавляемую HM Leland, что привело к его приобретению Фордом). Тем не менее, Койл, несомненно, также знал, что Форд разрабатывает свой собственный послевоенный легкий автомобиль, что просочилось в прессу прошлым летом и было подтверждено Фордом в июле 1944 года.Поскольку ожидалось, что маленький Форд значительно снизит цену стандартного Форда (или Шевроле) со значительным и тревожным отрывом, для Шевроле имело смысл только начать работать над реакцией.

Художественная визуализация автомобиля Chevrolet Cadet. Cadet был разработан Недом Никлзом (наиболее известным сегодня тем, что спроектировал Buick Riviera 1963 года и дал Buick его знаменитые иллюминаторы) при содействии Честера Анджелони. Закрытые передние колеса были темой стиля, позже принятой Nash-Kelvinator для своих моделей Airflyte 1949 года и Nash Rambler 1950 года.(Авторское право на изображение принадлежит General Motors LLC, 2014. Используется с разрешения GM Media Archive.)

Легкий автомобиль, впоследствии названный Chevrolet Cadet, дал Макферсону уникальную возможность разработать действительно новый дизайн, воплощающий его самые передовые идеи. Некоторые из идей Cadet были довольно радикальными по современным американским меркам, включая не только монококовую конструкцию, но и гидравлическое срабатывание сцепления и необычную центрально расположенную механическую коробку передач, соединенную со сцеплением через ШРУС и трубчатый карданный вал, заключенный в жесткую стальную трубу. .Двигатель, также совершенно новый, представлял собой легкую шестерку с верхним расположением клапанов с увеличенными квадратными размерами и двойными маховиками, развивавшую полную мощность 65 лошадиных сил (48 кВт) и крутящий момент 108 фунт-футов (146 Нм) при 133 куб. дюйм (2173 куб.см).

Cadet должен был предлагаться только как четырехдверный седан, компактный по внешним размерам, но обладающий примерно таким же внутренним пространством, как большой Chevy середины тридцатых годов. Целевой вес составлял всего 2200 фунтов (1000 кг), что примерно на полтонны меньше, чем у современных полноразмерных автомобилей Chevrolet, что способствовало отличной экономии топлива.Несмотря на очень скромную снаряженную массу, у Cadet также была достойная управляемость и удивительно комфортная езда, во многом благодаря самой примечательной и противоречивой особенности легкового автомобиля: полностью независимой подвеске.

ПОДВЕСКА КАДЕТА

В середине сороковых годов независимая подвеска все еще была относительно новой разработкой в ​​Соединенных Штатах. Независимая передняя подвеска стала стандартной для больших Шевроле только в 1941 году, и Форд вообще не предлагал ее до 1949 модельного года.Независимая задняя подвеска была еще менее известна за пределами горстки экзотических европейских автомобилей. Включение его в автомобиль, предназначенный для продажи менее чем за 1000 долларов (примерно на 10% меньше, чем у полноразмерного Chevrolet), было смелым шагом и, естественно, заставило руководство Chevrolet очень нервничать.

Подвеска Cadet, подробно описанная в патентной заявке Макферсона 1947 года, была прародительницей его более поздней конструкции стойки, хотя у обеих компоновок были другие предшественники, включая патент 1929 года, поданный бывшим управляющим директором FIAT Гвидо Форнака, и прототип Stout Scarab Уильяма Стаута 1935 года.(Интересно, что патент Fornaca, который, насколько нам известно, никогда не применялся к серийным автомобилям, не упоминается в заявке Макферсона 1947 года, но — это среди ссылок, перечисленных в его патенте 1949 года.)

Каждое колесо Cadet было подвешено на вертикальной стойке, которая включала в себя шпиндель колеса и спиральную пружину, намотанную вокруг трубчатого амортизатора (сама по себе новинка в то время — современные автомобили GM все еще использовали амортизаторы рычажного действия). Каждая передняя стойка крепилась с помощью радиусного стержня и двух боковых звеньев, а каждая задняя стойка располагалась одним продольным рычагом и любопытным диагональным «качающимся звеном», которое соединяло основание стойки с точкой на противоположной стороне кузова. за линией заднего моста.Полуоси, имевшие на обоих концах карданные шарниры, не способствовали размещению колес.

Фотография прототипа Chevrolet Cadet, сделанная, вероятно, где-то в 1946 году. У нас нет полных размеров этого прототипа, но колесная база составляла 108 дюймов (2743 мм), а 12-дюймовые колеса были указаны для уменьшения неподрессоренной массы. Четырехдверный седан должен был быть единственным кузовом Cadet. (Авторское право на фотографию принадлежит General Motors LLC, 2014. Используется с разрешения, GM Media Archive.)

МакФерсон был тщательно методичным инженером и был твердо убежден, что эта компоновка обеспечивает наилучший компромисс между стоимостью, эффективностью упаковки, управляемостью и ходовыми качествами.По общему мнению, прототипы Cadet с такой подвеской работали очень хорошо, но стоимость была проблематичной, а идея о том, что самая дешевая модель GM для США будет более сложной, чем самый дорогой Cadillac, вероятно, в некоторых кругах не нравилась. Макферсон был вынужден разработать ряд более дешевых альтернатив с жесткой осью, хотя бы для того, чтобы продемонстрировать превосходство своей полностью независимой установки. (Одной из этих альтернатив, кстати, была модифицированная схема привода Hotchkiss с монолистовыми рессорами, подобными тем, которые использовались на более поздних моделях X-body Chevy II/Nova и Chevrolet Camaro/Pontiac Firebird первого поколения.)

Если бы Cadet был построен так, как хотел Макферсон, он стал бы знаковым автомобилем, но к 1946 году энтузиазм Chevrolet быстро угасал. Одной из причин был уход Марвина Койла, чье повышение до вице-президента группы в июне 1946 года оставило проект без явного сторонника, кроме самого Макферсона. Другим фактором была нехватка сырья, которая преследовала всех автопроизводителей в первые послевоенные годы, проблема, которая вынудила отложить производственные планы Cadet в сентябре и сделала целевую цену в 1000 долларов — вероятно, никогда не очень реалистичную с самого начала — еще более маловероятной.

Более того, послевоенный спад, которого опасался Койл, не материализовался. С тех пор, как в конце 1945 года возобновилось производство гражданских автомобилей, бизнес процветал. Настоящей проблемой было не отсутствие покупателей, а нехватка автомобилей из-за забастовок и нехватки материалов. Отдел продаж Chevrolet, не имевший особого голоса в проекте Light Car, не видел особой необходимости в более дешевом автомобиле меньшего размера и отказывался продавать 300 000 таких автомобилей в год — минимальный объем, который, по расчетам корпорации, потребуется Chevrolet. заработать на кадете.

Высшее руководство GM, наконец, прекратило деятельность подразделения легковых автомобилей в мае 1947 года, хотя Макферсон и несколько человек из его команды были переведены в инженерный персонал корпорации, чтобы продолжить работу над Cadet в качестве передового исследовательского проекта.

Вопреки некоторым предположениям, Chevrolet Cadet , а не был основой Holden 48/215. 48/215, который был разработан примерно в то же время, что и Cadet, и дебютировал в Австралии в ноябре 1948 года, фактически был основан на более раннем прототипе небольшого автомобиля 195-Y-15, который GM Engineering разработала незадолго до войны. ; любое сходство между 195-Y-15 и Cadet было случайным.48/215 был длиннее, имел значительно более короткую колесную базу и значительно более широкую колею и не имел ни одной из новых инженерных особенностей Cadet, за исключением его унифицированной конструкции «Aerobilt». (Фото: «1948 Holden FX Sedan» © Sicnag, 2011; размер и модификация (уменьшение бликов и затемнение номерного знака) 2014 г. Аароном Северсоном и использование в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution 2.0 Generic, с модификациями, предлагаемыми по той же лицензии)

МАКФЕРСОН НА ФОРД

Возвращение в корпоративный инжиниринг не было для Макферсона счастливым, в значительной степени потому, что это означало, что он снова будет работать с его бывшим начальником Джеймсом Кроуфордом, который двумя годами ранее стал корпоративным вице-президентом по инжинирингу.Кроуфорд и Макферсон никогда не сходились во взглядах, и их разногласия по поводу кадета были особенно напряженными.

Эта ситуация вскоре привлекла внимание Гарольда Т. Янгрена, который был главным инженером Oldsmobile с 1933 по 1944 год и недавно был назначен вице-президентом по проектированию в Ford Motor Company. По приглашению Янгрена Макферсон покинул GM и стал исполнительным инженером Ford по проектированию и разработке в сентябре 1947 года. Без него срок действия проекта Cadet истек год спустя.

Когда Макферсон пришел в Ford, собственное подразделение компании по производству легковых автомобилей уже было закрыто, но сама машина привлекла внимание Мориса Дольфуса, главы французской дочерней компании Ford, который решил купить проект, преобразовать его в метрические размеры и запустить его в производство как французский Ford Vedette. Мы не знаем, принимал ли Макферсон какое-либо участие в разработке Vedette, которая дебютировала примерно через год после его прихода в Ford, но если да, то оно, вероятно, было незначительным. (У Vedette действительно была независимая передняя подвеска, но, вопреки многим сообщениям (и нашей собственной предыдущей ошибке), в , а не в , использовались стойки.)

У Макферсона будет возможность применить некоторые из своих идей относительно компактных автомобилей к другим продуктам для английских и немецких дочерних компаний Ford, которые в то время все еще сильно зависели от штаб-квартиры в Дирборне как в плане проектирования, так и в плане дизайна. В январе 1949 года он подал заявку на патент (переуступленный Форду) на то, что мы теперь называем «классической» подвеской со стойками МакФерсона, более подробно описанной на следующей странице. Во многих отношениях это была дальнейшая доработка подвески Cadet, направленная на минимизацию веса и производственных затрат.

Первыми серийными автомобилями со стойками MacPherson были английский Ford Consul 1951 года и шестицилиндровый Ford Zephyr. Это Mk1 Consul, который имел длину 164,8 дюйма (4185 мм) при колесной базе 100 дюймов (2540 мм) и был оснащен рядным четырехцилиндровым двигателем объемом 1508 куб. См (92 куб. Дюйма). Zephyr был на 4 дюйма (101 мм) длиннее колесной базы и на 7 дюймов (178 мм) длиннее в целом, чтобы освободить место для его рядной шестерки объемом 2262 куб. См (138 куб. Дюймов). Обе машины, кстати, были немного меньше неудавшегося Chevrolet Cadet, хотя у английских автомобилей передняя колея была шире.(Авторское право на фото © Ford Motor Company; используется с разрешения)

Позже в том же году новая подвеска была включена в прототип английского Ford Consul, который в конце 1950 года стал первым серийным автомобилем. В отличие от Cadet, Consul (и его шестицилиндровый собрат Ford Zephyr) не имел независимой задней подвески, вместо этого сохраняя более дешевый привод Hotchkiss. Хотя в патентной заявке Макферсона отмечалось, что конструкция стойки может быть легко адаптирована для использования на задних колесах, Ford не использовал задние стойки ни на одной серийной модели до появления Ford Escort Mk3 в 1980 году.

Передняя подвеска со стойками MacPherson

впоследствии применялась на всех английских моделях Ford и на некоторых модификациях немецкого Taunus. Любопытно, что Ford не использовал стойки ни на каких моделях, произведенных в США, до первой платформы Fox Fairmont в 1978 году. Даже ранние унифицированные продукты Ford, такие как Lincoln 1958–1960 годов и оригинальный Ford Falcon, сохранили двойные поперечные рычаги, хотя некоторые из этих автомобилей использовали высокие — установленные пружины (на каждом верхнем поперечном рычаге), которые иногда неправильно называют стойками.Ford кратко рассматривал возможность использования стоек MacPherson для передней подвески Ford Thunderbird 1958 года, но в конце концов отказался от этого, потому что потенциальная экономия средств перевешивалась отсутствием унификации с другими моделями Ford.

Другие производители не спешили внедрять стойки MacPherson, по-видимому, из-за ранее существовавших патентов, но в 1957 году Колин Чепмен из Lotus Engineering предложил новый вариант темы MacPherson для гоночного автомобиля Lotus Type 12. Так называемая «стойка Чепмена», используемая только на задних колесах, использовала полуоси с двойным шарниром в качестве поперечных рычагов, дополненные продольными рычагами с каждой стороны.Lotus также использовал стойки Чепмена на Type 14 Elite с 1959 по 1962 год, но отказался от них на более позднем Elan в пользу более традиционной компоновки задней стойки.

Стойка MacPherson, безусловно, была самым признанным вкладом Эрла Макферсона в Ford, но далеко не единственным. Другие включали работу с поставщиком Thompson Products над разработкой шаровых шарниров передней подвески, подходящих для полноразмерных американских автомобилей (впервые принятых на вооружение Lincoln в 1952 году и Ford и Mercury в 1954 году), и продвижение монококовой конструкции для Thunderbird и Lincoln 1958 года.Макферсон мог быть вспыльчивым и, как многие решительно рациональные люди, не имел терпения ко всему, что считал легкомысленным, но его инженерные таланты были значительны.

В Ford Thunderbird 1958–1960 годов не использовались стойки MacPherson (хотя Ford серьезно собирался сделать это), но это был один из первых унифицированных автомобилей Ford для рынка США, в основном по настоянию MacPherson. (Прежде чем кто-нибудь спросит, более ранняя конструкция моста и фермы Lincoln Zephyr и Continental не была монококом в современном понимании.) (фото автора)

В 1949 году Макферсон был повышен от исполнительного инженера до главного инженера. В мае 1952 года он сменил Гарольда Янгрена на посту вице-президента Ford по проектированию. Проблемы со здоровьем и приближающийся пенсионный возраст побудили Макферсона уйти с этой должности в апреле 1957 года, его сменил Эндрю Кучер, но он остался в Ford еще на год в качестве вице-президента и советника по инженерной политике. Макферсон умер в 1960 году в возрасте 69 лет.

Несколько лет спустя, когда срок действия оригинальных патентов MacPherson истек, подвески со стойками MacPherson начали быстро распространяться в США.К., Европе и Японии. Стойкам потребовалось больше времени, чтобы завоевать популярность среди других детройтских автопроизводителей, особенно для их предложений, произведенных в США, но сегодня очень мало автопроизводителей где-либо, где не используют стойки MacPherson, по крайней мере, для некоторых моделей — даже такие компании, как Honda, которые имели отказались от длинных стоек в пользу двойных поперечных рычагов.

6 фактов о стойках MacPherson, которыми вы можете удивить своих друзей

Почти каждый, кто хоть немного разбирается в автомобильной механике, слышал термин стойки MacPherson .И любой, кто является механиком, абсолютно точно знает, что они собой представляют. Если вам нужно четкое описание (а многие нуждаются), стойки МакФерсон являются важным компонентом системы подвески вашего автомобиля: для переднеприводных автомобилей, в основе независимой подвески и практически для каждого автомобиля на дороге.

Тем не менее, если вы спросите своих приятелей, что они знают о стойках MacPherson или какова их предыстория, они не будут знать. У вас есть шанс узнать подробности истории и стать гаражным всезнайкой.

  1. «Стойки MacPherson» — это не бренд.
Фото: Подвеска Modern MacPherson Стойки

MacPherson не являются и никогда не были товарным знаком, как, например, амортизаторы Monroe. (Дополнительный факт: «Shock Eliminator» Monroe был представлен в 1920-х годах компанией Monroe Auto Equipment Company со штаб-квартирой в Монро, штат Мичиган. Сегодня Monroe является не только лидером в производстве амортизаторов, но и лидером в производстве . стойки .)

В настоящее время стойки установлены практически на каждом легковом и грузовом автомобиле. Если в автомобиле нет отдельной винтовой пружины и амортизатора, у него есть стойки. Даже если они больше не называются стойками Макферсона, по сути они все равно остаются стойками Макферсона.

  • Стойки MacPherson были названы в честь Эрла С. Макферсона.
Фото: Motor Trend – Earl S. MacPherson

Стойка МакФерсона названа в честь инженера, придумавшего новую концепцию подвески автомобиля.Создателем был Эрл С. Макферсон, родившийся два столетия назад, в 1891 году; он скончался в 1960 году. Макферсон учился в Университете Иллинойса и получил диплом инженера в 1915 году, затем участвовал в Первой и Второй мировых войнах. За свою карьеру автомобильного инженера он работал на ряд производителей, включая Chalmers Motors, Harley-Davidson, Hupp Motor Car Company, Pierce-Arrow и Studebaker. Он перешел в General Motors в 1934 году, в следующем году присоединился к подразделению Chevrolet, а позже стал главным инженером по проектированию легковых и грузовых автомобилей.

  • Слово «распорка» означает просто «распорка».

Слово стойка встречается в аэронавтике, машиностроении и даже анатомии. Ваша ключица является распоркой между грудиной (грудной костью) и лопаткой (плечевой костью). Стойка МакФерсон представляет собой распорку на шасси автомобиля, потому что, как часть системы подвески, она крепится к кузову автомобиля сверху, а также к колесу и нижним компонентам подвески. Конечно, в то время как все распорки обеспечивают поддержку и устойчивость, стойки MacPherson также включают в себя несколько элементов для поглощения энергии и плавности хода, а также являются частью конструкции подвески.

  • Многие думают, что стойки MacPherson появились в 1970-х годах.

Если вы посмотрите статьи на веб-сайте, вы увидите такие предложения: «Стойки МакФерсон впервые были использованы на импортных автомобилях в 1970-х годах и стали широко использоваться в большинстве легковых и грузовых автомобилей» и «… стойки были созданы в 1970-х годах, когда автопроизводители перешли от больших заднеприводных автомобилей к более экономичным переднеприводным автомобилям».

Справедливости ради, вполне вероятно, что с таким огромным сдвигом в технологии подвески американского автомобилестроения в то время для автолюбителей по всему США.S. термин «стойки MacPherson» внезапно стал эквивалентом бытового термина, даже если никто точно не знал, что он означает, или что стойки MacPherson существуют уже много лет.

  • Стойки MacPherson появились в 1945 году.

В начале 1945 года, предвосхищая послевоенное производство автомобилей, GM создала подразделение «легких автомобилей» и назначила Макферсона главным инженером. Целью подразделения было создание более легкого и менее дорогого компактного Chevrolet для покупателей новых автомобилей по цене 1000 долларов.Этот концепт-кар назывался Cadet, и, хотя он был меньше снаружи, у него был приличный внутренний размер… и он был примерно на полтонны легче, чем один из полноразмерных автомобилей Chevy той эпохи. Все было спроектировано и построено заново, с нуля. У него было много особенностей, которые опередили свое время, в том числе полностью новая конструкция подвески Chevrolet, разработанная Макферсоном — начало стойки Макферсона. К сожалению, несмотря на создание двух прототипов, Chevy отказалась от проекта в 1947 году, возможно, из-за более высоких, чем предполагалось, производственных затрат.К счастью, стойки MacPherson, которые, как сообщается, обеспечивают «впечатляющую управляемость», сохранились.

  • Стойка MacPherson была запатентована в 1949 году… в Ford
Фото: Ford Consul Mk 1 1950 года Фото: Ford Zephyr 1950 года

Макферсон ушел из General Motors в Ford и в 1949 году подал заявку на патент на то, что мы все знаем как стойку Макферсона. Вскоре он адаптировал конструкцию своей стойки к европейским, английским и французским дочерним компаниям Ford. Первым серийным автомобилем со стойками Макферсона и передней независимой подвеской был (английский) Ford Consul.Этот автомобиль и Zephyr от Ford были представлены на Лондонском автосалоне 1950 года, и оба были оснащены стойками MacPherson.

Хотя в этой статье не рассматриваются детали компонентов подвески, теория подвески и конструкция подвески, конкретно связанные со стойкой МакФерсон, достаточно сказать, что стойка МакФерсон изменила традиционную систему подвески со своего времени и по сей день. .

Вот краткое и простое руководство по проверке стойки MacPherson, а также краткий обзор того, что она делает.

YouTube: Motoring TV – Совет недели: стойки MacPherson

Решение со стойками MacPherson позволило создать независимую подвеску, облегчить транспортные средства и снизить затраты на материалы и производство.

Стоит ли удивляться, что они выжили все эти годы?

Что такое стойка MacPherson?

Термин «стойка МакФерсона» может относиться как к типу стойки, так и к системе подвески, в которой она используется. В этом типе системы подвески используется один компонент (одноименная стойка Макферсона) для замены двух компонентов, которые присутствовали в более ранних системах: опоры подвески для колеса и шарнира для рулевого управления.Более ранние системы обычно использовали пружину, амортизатор или другой компонент для требований подвески и такой компонент, как шкворень, который служил рулевым шарниром. Это упрощение приводит к тому, что системы со стойками Макферсона менее дороги в производстве, чем другие системы, хотя есть и некоторые недостатки.

Стойки MacPherson

пользуются популярностью уже несколько десятилетий.

История стойки MacPherson

История стойки MacPherson восходит к более ранней системе, которая первоначально использовалась Fiat.Эта система, датируемая 1920-ми годами, и другая аналогичная конструкция на основе листовой рессоры, которая использовалась французским автопроизводителем Cottin-Desgouttes, являются ранними примерами конструкций, в которых шарнир рулевого управления и подвеска были объединены в единый компонент.

Основываясь на этих более ранних идеях, Эрл Макферсон впервые начал разрабатывать свою собственную систему, в которой использовалась унифицированная цилиндрическая пружина и узел амортизатора в 1940-х годах. Его первоначальная работа над этим новым типом системы подвески была сделана, когда он работал в General Motors, где он был главным инженером их проекта «легкий автомобиль».Идея заключалась в том, чтобы спроектировать автомобиль, который был бы легче, маневреннее и дешевле, чем что-либо на рынке, и система подвески MacPherson сыграла важную роль в этой конструкции. Однако General Motors закрыла проект до того, как он был реализован.

Earle MacPherson указан в патентной заявке Форда 1949 года.

После того, как General Motors прекратила разработку легкового автомобиля, Макферсон покинул компанию и перешел на работу в Ford. Он унес свои идеи с собой, и в 1949 году Форд получил патент (за который Макферсон получил признание как изобретатель) на конструкцию Макферсона.В этом патенте указано, что стабилизатор поперечной устойчивости служит натяжным стержнем. Эта система впервые появилась на Ford Vedette 1949 модельного года, и другие автомобили Ford (в Англии и Франции) также использовали ее в 1950-х и 1960-х годах. Однако ряд факторов помешал немедленному широкому внедрению этой технологии.

Когда в 1960-х годах стала набирать популярность конструкция цельного кузова, автопроизводители вновь обратили внимание на подвеску со стойками МакФерсон. Из-за того, как устроены подвески со стойками МакФерсон, они лучше подходят для монококовых конструкций, модифицированной формой которых является цельный кузов.Это связано с тем, что верхняя точка крепления каждой стойки должна располагаться значительно выше рамы в конструкции кузова на раме. Поскольку весь кузов автомобиля обеспечивает структурную поддержку в конструкции монокока, широкое распространение цельного кузова также привело к широкому внедрению систем подвески со стойками МакФерсона.

Хотя современные стойки MacPherson по-прежнему носят имя Эрла Макферсона, большинство из них не подпадают под действие его патента.Это связано с тем, что автопроизводители обычно используют рычаг в качестве нижнего рычага управления, что эффективно устраняет необходимость в стабилизаторе поперечной устойчивости / натяжном стержне.

Как работает подвеска со стойками MacPherson?

Компоненты системы подвески со стойками МакФерсон.

В системах подвески со стойками MacPherson

обычно используется либо поворотный кулак, либо держатель ступицы, который имеет две точки крепления, которые прикрепляют его к кузову автомобиля. Нижняя точка крепления крепится к рычагу подвески гусеницы или нижнему рычагу подвески, и именно это соединение определяет как продольную, так и поперечную ориентацию колеса в сборе.

В свою очередь, верхняя точка крепления поворотного кулака или ступицы каким-либо образом крепится к узлу, содержащему цилиндрическую пружину и амортизатор. Именно эта комбинация корпуса, пружины и демпфера называется стойкой или, точнее, стойкой Макферсона. Обычно он проходит вверх в цельную оболочку и крепится болтами к месту, которое называется стойкой стойки.

Другим определяющим фактором в подвеске со стойками МакФерсон является то, что ось самой стойки также служит верхним шарниром рулевого управления (нижний шарнир является точкой крепления между поворотным кулаком и рычагом управления или гусеницей).) Эта верхняя точка поворота прикреплена к концу рулевой тяги, который, в свою очередь, прикреплен к рулевому механизму.

Преимущества и недостатки подвески со стойками МакФерсон

Основные преимущества стоек МакФерсон связаны с относительной простотой этих систем. Поскольку верхний рычаг полностью исключается, для подвесок со стойками МакФерсона требуется меньше компонентов, а это означает, что их производство дешевле, чем другие типы систем подвески. Эта простота также означает, что они занимают меньше места, что является огромным преимуществом для небольших транспортных средств.Поскольку с обеих сторон моторного отсека занимает меньше места, остается больше места для двигателя и других компонентов.

Простота подвески со стойками MacPherson означает, что весь узел, включая ступицу, ротор и тормозной суппорт, можно снять как единое целое.

Конечно, общая простота подвески со стойками МакФерсон также приводит к ряду недостатков. Хотя это облегчает настройку геометрии подвески при ремонте (т.е. если ничего не гнуть, а прикрутить все на место, то и кастер и развал будут правильными), та же простота означает, что угол развала обязательно меняется при изменении вертикального положения колеса. В результате подвески со стойками МакФерсон обычно рассматриваются как обладающие худшими характеристиками управляемости по сравнению с другими системами подвески (например, с двойным поперечным рычагом и т. д.)

.

Другая основная проблема со стойками MacPherson связана со способом их крепления к кузову автомобиля.Поскольку верхняя часть стойки обычно устанавливается высоко в опоре стойки, а ее ось проходит прямо вниз к колесу, вибрации от колеса передаются непосредственно на кузов автомобиля. Это может привести к чрезмерному дорожному шуму и вибрации, которые несколько смягчаются втулками и другими узлами и механизмами.

Отказ стойки MacPherson

Поскольку стойка в системе стоек МакФерсон является неотъемлемой частью как системы рулевого управления, так и системы подвески, отказ может иметь катастрофические последствия.Если неисправность возникает в точке крепления наконечника рулевой тяги или в точке крепления поперечного рычага, шина может повернуться под углом, что приведет к потере управления водителем. В некоторых случаях автомобиль может даже перевернуться. Подобные отказы обычно являются результатом производственных дефектов или ударных повреждений, а не изношенных или плохо обслуживаемых деталей.

Большинство отказов стоек МакФерсон связаны с износом демпфера, что происходит через равные промежутки времени. В большинстве случаев этот тип отказа можно устранить, сняв узел стойки, ослабив натяжение пружины с помощью специального инструмента для сжатия и заменив патрон амортизатора.Часто это простая процедура крепления болтами, но некоторые стойки в сборе впоследствии необходимо тщательно выровнять, чтобы обеспечить правильные настройки развала и кастера.

Подвеска со стойками и его прототип Chevy Cadet

Грег Зила Больше контента сейчас | Observer-Dispatch

В: Привет, Грег, и я любитель классических автомобилей, корни которого восходят к Генри Дж. моего дедушки в 1952 году. Можете ли вы рассказать мне о Chevy Cadet, о котором он мне рассказывал, который так и не появился на рынке?

Кстати, мне нравился этот старый Генри Джей, хотя, став старше, я понял, что это далеко не Olds Rocket 88.Спасибо за ваши еженедельные колонки, так как я с нетерпением жду их каждую неделю.

Эл Б., Дейтона-Бич, Флорида

А: Эл, есть целая история, связанная с этим Chevy Cadet, о котором тебе рассказывал твой дедушка, особенно о человеке, который разработал его как свое изобретение подвески, которое до сих пор используется в качестве стандартного оборудования в миллионах автомобилей. автомобилей, которые производятся сегодня.

Прежде чем я перейду к подробностям, я тоже полюбил эти компактные автомобили Henry J, а также ограниченную серию Sears Allstate, доступную в магазинах Sears & Roebuck в некоторых районах страны и выпускавшуюся всего два года, с 1952 по 1953 год.Allstate на самом деле был Henry J со значками Allstate, орнаментом на капоте, аккумулятором Sears и шинами. К сожалению, у Henry J дела обстояли не лучше, чем у ответвления Sears Allstate, поскольку Кайзер представил автомобиль в сентябре 1950 года как модель ’51, но к 1954 году он был снят с производства из-за плохих продаж.

Перейдем к Chevrolet Cadet и человеку, который разработал автомобиль, а именно Эрлу С. Макферсону. Родившийся в Хайленд-Парке, штат Иллинойс, в 1891 году, Макферсон окончил Иллинойский университет, участвовал в Первой мировой войне и получил звание капитана.До прихода в GM он работал в Chalmers Motor Company и Liberty Motor Car Company в начале 1920-х годов, а в 1923 году перешел в Hupmobile. В 1934 году он присоединился к General Motors, став в 1935 году главным инженером-конструктором Chevrolet.

Ответственный в разработке небольших автомобилей в GM, компания MacPherson разработала полностью независимую четырехколесную подвеску MacPherson Strut для Cadet, которая до сих пор используется в качестве эталона качества передней подвески на миллионах автомобилей, выпускаемых сегодня. Каждый раз, когда вы читаете «Тест-драйв» и видите слова «передняя подвеска со стойками Макферсон», это Эрл С.Макферсон… парень, который разработал Chevrolet Cadet, который так и не вышел на рынок.

MacPherson’s Cadet должен был стать совершенно новым компактным автомобилем Chevy, во многом таким же, как HenryJ в линейке автомобилей Kaiser. Наиболее важным является то, что усилия Макферсона были предприняты в 1945 году, когда все производители легковых и грузовых автомобилей получили зеленый свет, чтобы начать производить автомобили для потребителей после правительственного распоряжения Второй мировой войны, начиная с 1942 года, согласно которому они производили военную технику вместо автомобилей.

Итак, когда в 45-м война подходила к концу и мальчики возвращались домой, Макферсон знал, что Америка готова к новым автомобилям.И, учитывая, что производство автомобилей в 1941 году составило рекордные 3,5 миллиона проданных автомобилей, с точки зрения производства было ясно, что все без исключения новые автомобили будут сожраны очень счастливыми американскими семьями, победившими во Второй мировой войне. Производителям потребовалось несколько лет, чтобы выпустить совершенно новые автомобили, но, учитывая необходимость переоборудования военной техники обратно в легковые и грузовые автомобили, только до 1949 года удалось превысить рекордный объем продаж 1941 года. Да, новые автомобили, наконец, массово появлялись на выставочных площадках, и их быстро расхватывали.

Итак, в конце 1946 года Chevy был готов к серийному производству Cadet. Он будет ездить на 108-дюймовой колесной базе, весить всего 2200 фунтов и комфортно вмещать четырех взрослых. Под капотом находился рядный 6-цилиндровый двигатель объемом 133 кубических дюйма, развивавший 65 лошадиных сил в паре с 3-ступенчатой ​​механической коробкой передач. Cadet будет работать на очень маленьких 12-дюймовых шинах, необходимых для хорошей реакции на рулевое управление и позволяющих использовать юбки крыльев спереди и сзади на красиво оформленном автомобиле.

Роман был оригинальной винтовой пружиной MacPherson над стойкой амортизатора, которая находилась в башне (как сегодня), и тем фактом, что 3-ступенчатая коробка передач находилась под передним сиденьем и использовала две торсионные трубы карданного вала для передачи мощности от двигателя. к трансмиссии, а затем снова к задним шестерням.

При ожидаемой розничной цене где-то около 1000 долларов вернувшиеся ветераны и их семьи были главными потенциальными потребителями, они были той же демографической группой, которая купила сотни домов во время бума жилых поселков Левиттауна в Нью-Джерси и Пенсильвании. Было ясно, что они могут легко припарковать новый Cadet на подъездной дорожке, но в штаб-квартире GM назревали проблемы.

В начале 1947 года, когда все было готово к работе, GM решила отказаться от Cadet из-за того, что они назвали слишком большими первоначальными инвестициями и, возможно, не оправдавшей ожидания розничной цены в 1000 долларов.Недовольный решением отменить выпуск Cadet, Макферсон покинул GM в сентябре 1947 года и сразу же занял должность в Ford. К 1952 году он был главным инженером Ford и сохранял эту должность до выхода на пенсию в мае 1958 года. К сожалению, Макферсон скончался во сне в 1960 году в возрасте 69 лет. успех, особенно благодаря новой усовершенствованной системе подвески, просторному салону, низкой цене и отличной управляемости. Было построено три прототипа с четырехколесной подвеской.Четвертый Cadet был построен с жесткой задней осью вопреки желанию Макферсона. Это было лишь одним из многих внутренних разногласий, которые привели к тому, что автомобиль не вышел на рынок, а Макферсон, что неудивительно, ушел из GM в Ford.

Эрл МакФерсон оставил значительное наследие в области автомобилестроения, и мир автомобилей стал лучше благодаря этому.

Спасибо Эл за очень добрые слова и Hemmings Motor News за необходимые характеристики Cadet для этой статьи.

Грег Зила еженедельно пишет для More Content Now и GateHouse Media.Свяжитесь с ним по адресу [email protected] или по адресу: 303 Roosevelt St., Sayre, PA 18840.

Происхождение стойки MacPherson

Проще говоря, подвеска со стойками MacPherson представляет собой простую независимую конструкцию передней подвески, используемую почти всеми основными производителями автомобилей в мире на протяжении десятилетий.

Конструктивно представляет собой базовую треугольную конфигурацию, состоящую из двух частей; рычаг управления и радиусный стержень, которые вместе образуют треугольник относительно шасси автомобиля. Обычно этот треугольник находится внизу подвески, а не вверху.

Стойка Макферсона была детищем г-на Эрла С. Макферсона , выпускника инженерного факультета Иллинойского университета в 1915 году. Преданный ветеран войны, участвовавший в обеих мировых войнах. Но его место в автомобильной промышленности началось с Chalmers Motors, Harley-Davidson, Hupp Motor Car Corp., Pierce-Arrow, Studebaker, General Motors и Ford.

Несмотря на то, что Макферсон отвечал за все производство автомобилей Chevrolet во время Второй мировой войны, только в конце Второй мировой войны Chevrolet назначила его главным инженером проекта по выпуску новых автомобилей Chevrolet.

Однако General Motors закрыла проект до того, как он был реализован. Невозмутимый, он покинул Chevrolet и вскоре вместе со своими идеями работал на Ford, а в 1949 году Форд получил патент (за который Макферсон получил признание как изобретатель) на конструкцию Макферсона. В этом патенте указано, что стабилизатор поперечной устойчивости служит натяжным стержнем. Эта система впервые появилась на Ford Vedette 1949 года и других автомобилях Ford (в Англии и Франции) в 1950-х и 1960-х годах.Однако ряд факторов помешал немедленному широкому внедрению этой технологии.

Широкого распространения подвески со стойками МакФерсон не произошло до тех пор, пока почти каждый автопроизводитель в шестидесятые годы не перешел на цельную конструкцию. Похоже, они быстро сообразили, что это подходит для его конструкции из-за того, что верхняя точка крепления каждой стойки должна располагаться выше рамы. Поскольку весь кузов автомобиля обеспечивает структурную поддержку в конструкции монокока, широкое распространение цельного кузова также привело к широкому внедрению систем подвески со стойками Макферсона.

Сегодня почти все стойки MacPherson по-прежнему носят имя Макферсона, большинство из них не подпадают под действие его патента. Это связано с тем, что автопроизводители обычно используют рычаг в качестве нижнего рычага управления, что эффективно устраняет необходимость в стабилизаторе поперечной устойчивости / натяжном стержне.

В системах подвески со стойками MacPherson

обычно используется либо поворотный кулак, либо держатель ступицы, который имеет две точки крепления, которые прикрепляют его к кузову автомобиля. Нижняя точка крепления крепится к рычагу подвески гусеницы или нижнему рычагу подвески, и именно это соединение определяет как продольную, так и поперечную ориентацию колеса в сборе.В свою очередь, верхняя точка крепления поворотного кулака или ступицы каким-либо образом крепится к узлу, содержащему цилиндрическую пружину и амортизатор.

Именно эта комбинация корпуса, пружины и демпфера называется стойкой или, точнее, стойкой Макферсона. Обычно он проходит вверх в корпус цельного кузова и крепится болтами к месту, которое называется опорной стойкой. Другим определяющим фактором подвески со стойками МакФерсон является то, что ось стойки также служит в качестве верхней оси рулевого управления.Эта верхняя точка поворота прикреплена к рулевой тяге, которая поворачивает конец, который, в свою очередь, прикреплен к рулевому механизму.

Griggs Racing – Дебаты о шасси

Несмотря на то, что стойки являются популярным выбором, из-за их простоты и низкой стоимости производства, конструкция имеет несколько недостатков в плане плавности хода и управляемости автомобиля. Геометрический анализ показывает, что вертикальное движение колеса невозможно без некоторого изменения угла развала, бокового смещения или того и другого.Обычно считается, что она не дает такой же хорошей управляемости, как двухрычажная или многорычажная подвеска, потому что она дает инженерам меньше свободы в выборе изменения развала и центра крена.

Стойка жестко закреплена на шпинделе, и нагрузки при прохождении поворотов и торможении обычно прижимаются к гидравлическому поршню и цилиндру амортизатора, что снижает производительность и срок службы. Кроме того, он имеет тенденцию передавать шум и вибрацию от дороги непосредственно на корпус кузова, создавая более высокий уровень шума и ощущение «резкости» при езде по сравнению с двойными поперечными рычагами, что требует от производителей добавления дополнительных механизмов шумоподавления или подавления и изоляции.

Системы

SLA имеют амортизатор, который может быть легче, проще и не зависит от тормозных и поворотных нагрузок, не терпит таких компромиссов и, следовательно, обеспечивает превосходную производительность. Что еще более важно, центр крена стабилизирован. В системе стоек, когда кузов поднимается и опускается, например, во время пикирования с торможением или поднимается при ускорении, центр крена перемещается, как правило, в два раза больше, чем изменение дорожного просвета. При правильной системе SLA это изменение минимально, так как изменяется высота дорожного просвета. Это способствует гораздо более стабильному балансу шасси, когда автомобиль проходит через 5 зон поворота, торможение, вход в поворот, среднее плавание, приложение мощности и выход.Это особенно полезно на неровных или холмистых трассах и в эссе.

Следующим большим преимуществом систем SLA является усиление развала, то есть изменение развала используемых шин по мере того, как колесо поднимается в колесную нишу при сжатии подвески. Со стойками кривая развала минимальна или даже регрессивна, фактически теряя развал по мере того, как колесо движется вверх при ударном движении. Так как кузов кренится в повороте, сжимая внешнюю подвеску, нагруженная шина теряет приложенный развал к поверхности дороги, уменьшая контакт шины и изнашивая внешнее плечо.Для компенсации необходимы высокие статические настройки развала, 3 4 или 5 градусов, чтобы компенсировать прогиб шины и потерю развала из-за крена кузова. Но эти высокие отрицательные настройки развала пагубно влияют на производительность из-за уменьшения пятна контакта шины при торможении и непостоянной площади пятна контакта шины при входе и выходе из поворота. Это также приводит к высокому износу плеча. Большинство автомобилей с передними стойками изнашивают плечи шин как внутри, так и снаружи, оставляя не менее трети протектора в центре шины.Системы Griggs Racing SLA имеют агрессивные кривые развала, разработанные для высокопроизводительных шин текущего поколения. Статический развал на гоночных трассах редко превышает 2 градуса. При правильном выравнивании шины служат намного дольше без чрезмерного износа плечевой зоны, а рабочие характеристики более чем значительно улучшаются благодаря почти всегда спущенному пятну контакта шины.

Чем больше размер и наклейка шины и чем больше прижимная сила, тем больше тормозная и поворотная нагрузка на переднюю часть. Следовательно, больше причин использовать SLA.Переход на систему SLA — это действительно удивительное улучшение передней части любого автомобиля, оборудованного Strut, независимо от того, как он управляется.

Подвеска на двойных поперечных рычагах и McPherson: узнайте разницу

Две системы

Двумя наиболее популярными сегодня системами подвески легковых и грузовых автомобилей являются система с двойным поперечным рычагом и система McPherson. Если вы являетесь владельцем японского автомобиля и испытываете проблемы с подвеской, важно понимать, какая система в нем используется, потому что тип вашей системы может значительно повлиять на стоимость ремонта.Имейте в виду, что, поскольку вы, скорее всего, не будете выполнять ремонт самостоятельно, суть в том, чтобы убедиться, что ваш потенциальный механик может починить вашу подвеску, когда вы собираетесь ремонтировать японский автомобиль в Розуэлле.

Ключевые отличия

Вот несколько ключевых отличий, которые следует учитывать при сравнении систем подвески на двойных поперечных рычагах с системами McPherson:

  1. Система McPherson основана на стойках, которые предоставляют пассажирам больше места в автомобиле, поскольку они полагаются на более вертикальное размещение, чем вариант с двойным поперечным рычагом.
  2. Подвеска
  3. Wishbone обычно устанавливается на заднюю часть автомобиля, тогда как система McPherson обычно используется только спереди. Система распознается как двухрычажная, когда передняя, ​​а также задняя часть автомобиля имеют конфигурацию поперечного рычага.
  4. Системы
  5. Wishbone связаны с большей устойчивостью, а выравнивание систем рулевого управления и колес остается более постоянным.
  6. Система McPherson с отсутствием верхнего рычага позволяет индивидуально поглощать удары для каждого переднего колеса, что обычно приводит к более плавной езде для пассажиров, но может снизить устойчивость автомобиля в поворотах.
  7. Хотя наличие верхнего рычага делает подвеску на двойных поперечных рычагах более жесткой, вы обнаружите, что она также повышает вашу способность управлять автомобилем в более сложных условиях, таких как холмистая или извилистая местность.
  8. Системы подвески на двойных поперечных рычагах обычно дороже в работе из-за того, что задействовано больше деталей, и с этими системами сложнее работать, чем с их аналогами McPherson.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *