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

Что такое подвеска автомобиля МакФерсон

Подвеска МакФерсон — одна из самых распространенных, применяемых на автомобилях. Расскажем: что это такое и из чего состоит, как работает, её плюсы и минусы.

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.

Из чего состоит

  • 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.

Подрамник

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.

Поперечный рычаг

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 - 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 и 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.

Из-за этих недостатков часть производителей авто класса «люкс» отказалась от использования МакФерсона, продолжая совершенствовать подвеску на двойных поперечных рычагах. Но конструкционные преимущества и дешевизна сделали их распространенным типом подвески для бюджетных машин.

Устройство подвески Макферсон

 

 

Устройство подвески грузового автомобиля

Подвеска осуществляет упругую

связь рамы или кузова автомобиля с мостами

или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары,

возникающие при наезде колес на неровности дороги.

В последнее время широкое распространение получила подвеска типа «качающаяся свеча» (подвеска Мак—Ферсон). Она состоит из одного рычага и телескопической стойки, с одной стороны жестко связанной с поворотным кулаком, а с другой — закрепленной в пяте. Пята представляет собой упорный подшипник, установленный в податливом резиновом блоке, закрепленном на кузове. Стойка имеет возможность покачиваться за счет деформации резинового блока и поворачиваться вокруг оси, проходяшей через упорный подшипник и наружный шарнир рычага.

Преимущества подвески МакФерсон

К преимуществам устройства подвески Макферсон можно отнести небольшое число деталей, меньшую массу и пространство в моторном отсеке или багажнике. Обычно стойка подвески объединяется с амортизатором, а упругий элемент (пружина, пневмоэлемент) устанавливается на стойке.

Недостатки подвески МакФерсон

К недостаткам устройства подвески Мак—Ферсон следует отнести повышенный износ направляющих элементов стойки при больших ходах подвески, ограниченные возможности варьирования кинематических схем и большой уровень шума (по сравнению с подвеской на двух поперечных рычагах).

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:

Подвеска МакФерсон (MacPherson)

Подвеска MacPherson является одной из самых распространенных на автомобилях, хотя она преимущественно используется на моделях бюджетной и средней ценовой категории. У этого вида составляющей ходовой части несколько названий – «качающаяся свеча», на направляющих стойках, подвеска Чепмена. Но наиболее она известна как подвеска МакФерсон. Она относится к так называемому независимому типу, то есть перемещения колес, установленных на одной оси, не оказывает никакого влияния друг на друга.

Подвеска МакФерсон — универсальная и может применяться как на передней, так и на задней оси. Примечательно, что за рубежном подвеска, установленная спереди носит название МакФерсон, а сзади – Чепмен, хотя конструктивно они идентичны.

Виды подвесок автомобиля

В основе подвески MacPherson лежит двухрычажная независимая подвеска. Но при этом между ними есть существенные конструктивные различия. Также стоит отметить, что использовать название «качающаяся свеча» для этого типа тоже не совсем правильно, поскольку «свечка» — это отдельный вид, использовавшийся ранее, но не получивший широкого распространения. Если в общем, рассмотреть, то МакФерсон – это симбиоз двухрычажной подвески и «свечи».

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.

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.

Положительные и негативные качества

Широкое распространение подвеска МакФерсона получила по ряду положительных качеств:

  • Дешевизна производства. Малое количество составных частей делает этот тип подвески один из самых недорогих;
  • Надежность. Простота конструкции обеспечивает достаточно большой ресурс;
  • Универсальность. Эта подвеска хорошо работает как спереди (за счет использования стойки в качестве поворотного кулака), так и сзади;
  • Сниженная нагрузка на некоторые подвижные элементы. Все основные усилия на себя принимает стойка, сайлент-блоки и шаровые опоры же обеспечивают подвижность соединения, поэтому им свойственен большой ресурс;
  • Малые размеры. Малое количество составных частей позволяет использовать такую подвеску даже на самых компактных автомобилях;
  • Большой ход подвески. Благодаря этому при преодолении больших неровностей вероятность пробоя подвески и передачи ударного усилия на кузов снижена;

Несмотря на все достоинства это не делает подвеску МакФерсона идеальным вариантом для использования на авто, поскольку недостатков у нее тоже немало:

  • Ухудшенная кинематика. При больших ходах стойки углы развала-схождения не придерживаются и меняются в очень широком диапазоне. Изменение же их сопровождается снижением управляемости и устойчивости авто, а также повышенным износом шин;
  • Надобность в усилении кузова в верхней точке крепления стойки. В этой части на кузов воздействуют достаточно большие нагрузки, что приводит к появлению трещин, возникновению коррозии;
  • Высокая нагруженность стойки. Из-за этого ресурс этой составляющей значительно снижается;
  • Сложность обслуживания стойки. Для проведения обслуживания и замены ее составных частей приходится этот элемент конструкции полностью извлекать, а для разборки потребуется специальный инструмент;
  • Повышенная шумность работы. Из-за этого подвеску МакФерсона не используют на премиумных авто, отдавая предпочтения многорычажному типу, обеспечивающему большую плавность хода и бесшумность.

И хоть негативных качеств у МакФерсона достаточно много, она пока является одним из лучших вариантов независимой подвески.

Подвеска Toyota Corolla

Она очень проста, надежна и дешева, что и делает ее популярной. Доказательством тому является тот факт, что все совершенствования касаются лишь доработок составных частей, а не переделки самой подвески.

Так, передовыми разработками для улучшения работы этой подвески являются разве что установка гидропневматического амортизатора, дающего возможность изменять жесткость, и установки дополнительного шарового шарнира (верхнего), что позволяет использовать один из них в качестве направляющего, а второй — рулевого. Это в свою очередь сказывается на повышении управляемости при движении по неровностям.

схема, плюсы и минусы, устройство, принцип работы

Для комфортной безопасной езды в автомобилях применяют подвески различных видов. Основу изделия составляют амортизаторная стойка и поперечный рычаг. Конструктивно она представляет собой дополненный вариант системы двойных поперечных рычагов. Но вместо верхнего рычага здесь стойка.

Рассмотрим подробнее, что представляет собой подвеска МакФерсон, какие она имеет преимущества и недостатки.

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.

Подвеска Макферсон: схема и устройство

Подвеска - это агрегат, который включает компоненты:

  • Подрамник – основная несущая деталь, на которую крепятся рычаг, стойка, рулевой механизм, другие элементы.
  • Поперечный рычаг – деталь для изменения развала колес и колеи при совершении маневров, наезде на препятствия.
  • Поворотный механизм – элемент, обеспечивающий поворот автомобильного колеса благодаря шарнирному соединению с рулевой тягой.
  • Амортизаторная стойка – телескопическая деталь для снижения вибраций, ударов при езде по неровным дорогам.
  • Стабилизатор поперечной устойчивости – элемент, нужный для уменьшения бокового крена при движении машины.

Изначально подвеска МакФерсон должна была быть применена ко всем колесам автомобиля. Однако из-за высокой цены технологии в задней части машин стали применять зависимую, а McPherson использовались в качестве передней.

Несущим элементом схемы подвески является подрамник. Для снижения негативного воздействия вибраций и шума крепление к кузову подрамника осуществляется через сайлентблоки. Поперечный рычаг с шаровой опорой с одной стороны связан с поворотным механизмом, а с другой – с подрамником. Благодаря креплению с двух сторон обеспечивается необходимая жесткость конструкции.

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 вертикальном движении амортизаторной стойки. Сама стойка телескопическая, с большим запасом прочности. Нередко подвеску называют «качающейся свечой».

Подвески МакФерсон: достоинства и недостатки

В числе преимуществ отмечаем:

  • Недорогое производство подвесок. Работы по изготовлению деталей просты. Это позволяет снизить стоимость производства.
  • Компактность. Агрегат имеет относительно малые размеры, позволяющие реализовать поперечное расположение мотора и трансмиссии в подкапотном пространстве машины.
  • Небольшой вес. Общий вес элементов ниже по сравнению с системой на двух рычагах.

К недостаткам подвески относят:

  • Худшие параметры кинематики. Ухудшение кинематических параметров движения связано с большим изменением развала колес. Ухудшаются управляемость, устойчивость автомобиля при совершении маневров.
  • Передачу вибраций на кузов. Вибрации при езде по некачественному дорожному покрытию сильнее передаются на кузов автомобиля, чем при двойных поперечных рычагах.


Вот значимые достоинства и недостатки:

  • Плюсы подвески - простота диагностики повреждений деталей и увеличенный ресурс верхних опор стоек за счет усиленных брызговиков.
  • Минусы: частый выход из строя амортизаторных стоек, дорогой ремонт (при ремонте нужно снять всю подвеску, если нужно заменить деформированный компонент).

За счет относительной простоты устройства Макферсон применяют в качестве передней подвески легковых автомобилей бюджетного и среднего класса.

На гоночные, элитные модели автомобилей, машины бизнес-класса подвеску типа McPherson не ставят. Для авто в основном применяется агрегат на поперечных рычагах. Также невозможно использовать устройство на легких грузовиках и коммерческом транспорте, рамных внедорожниках, пикапах. В остальном никаких ограничений по использованию автомобильная подвеска McPherson не имеет. Её часто можно встретить в машинах популярных моделей.

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 макферсон - что это такое? Плюсы и минусы

Подвеска МакФерсон (McPherson) — один из самых распространенных типов автомобильной подвески. Расскажем: что такое подвеска МакФерсон, ее основные плюсы и минусы, а также рассмотрим схему 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. 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
СХЕМА ПОДВЕСКИ МАКФЕРСОН
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.

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.


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.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ПЛЮСЫ МАКФЕРСОН
  • 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
НЕДОСТАТКИ И МИНУСЫ 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

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.

Устройство, принцип работы и применение подвески Макферсон

Неотъемлемой частью любого современного транспортного средства является подвеска. Эта система обеспечивает плавность хода и поглощает возможные колебания, образующиеся во время движения. На переднеприводных машинах чаще всего встречается подвеска Макферсон. Ее используют инженеры, так как она нетребовательна к комплектующим, достаточно вынослива и обладает отличной ремонтопригодностью.


История изобретения и развития

Первым, кто разработал и внедрил конструкцию такой подвески, являлся Эрла Стил Макферсон, работавший в американских автомобильных компаниях в первой половине прошлого века. Перейдя из GM в Ford в сороковых годах XX в., талантливый инженер занялся внедрением своего проекта для автомобиля Ford Vedette. Однако более подготовленными оказались модели Zephyr и Consul, на которых были установлены новые узлы.

Первоначальный вариант подвески типа Макферсон, разработанной автором, предполагал наличие шарового шарнира, располагающегося на продолжении оси стойки амортизатора. Подобные условия позволяли задействовать стойку в качестве также и поворотной оси колеса. В более поздних вариантах конструкции шаровой шарнир разработчики перемещали наружу к колесу. Это решение обеспечивало смещение оси поворота колеса наружу от стойки.

Широкое распространение выгодной конструкции произошло в 70-х годах после окончательного устранения всевозможных технических проблем. Под эту систему были разработаны амортизационные стойки, выдерживающие длительную интенсивную эксплуатацию. Хотя мелкие недостатки в полной мере не удалось устранить, но система оказалась востребованной среди автопроизводителей.

Для 80-х годов стало характерным практически повсеместное распространение доработанных идей американского автомобильного инженера. Узел был внедрён на крупных авто и легковушках премиального класса. Баварские автопроизводители почти все свои модели оснастили такими стойками.

Изобретатель изначально предполагал установку своего детища на все колёса машины. Подобный подход на практике оказался не всегда выгодным с точки зрения бизнеса, поэтому узлы монтировали лишь на переднюю ось. Сзади для удешевления и упрощения конструкции в большинстве машин оставался мост зависимый, иногда дополненный продольными рессорами.

В чем особенность

Особенностями независимой конструкции с амортизационной стойкой являются такие факторы:

  • компактность;
  • понятная конструкция;
  • относительная простота в изготовлении;
  • наличие хорошей кинематики.

Конструкция при некотором упрощении копирует подвеску с парой поперечных рычагов. Фактически изобретатель заменил амортизатор с расположенным под ним верхним рычагом с шаровой опорой на амортизационную стойку с поворотным шарниром.

Устройство и принцип работы

Принято считать, что устройство подвески Макферсон является продолжением разработки конструкции с двумя поперечными рычагами, которая также принадлежит к группе независимых подвесок. Одной из отличительных черт является в таких сборках установленная вверху пружина.

Специалисты выделяют такие отличительные черты стоек в сравнении с амортизаторами:

  • способность удержания массы машины;
  • более сложное устройство механизмов;
  • усиленная конструкция и шток с увеличенным диаметром;
  • рассчитаны на перепады нагрузок и осевое/радиальное усилие;
  • при повороте задействуется поворотная опора.

В схеме присутствует несколько базовых обязательных элементов. По их взаимодействию можно понять общий принцип работы подвески.

Главным несущим элементом служит подрамник. К кузову он фиксируется благодаря прорезиненным сайлентблокам. Подобное конструкционное решение позволило существенно снизить шум и минимизировать вибрации.

Для задней либо передней подвески типа Макферсон характерно наличие опоры поперечного рычага и стабилизатора поперечной устойчивости. Их закрепляют к подрамнику, к боковой части которого фиксируются поперечные рычаги колёс. В большинстве случаев рычажное крепление двойное, что обеспечивает повышенную продольную жёсткость всей системы. Ко второму концу поперечного рычага прикреплён кулак благодаря шаровой опоре.

Верхняя часть поворотного кулака на задней либо передней подвеске Макферсона крепится к амортизационной стойке, а нижняя часть находится в тесном контакте с рычагом поперечным. В качестве дополнительной степени свободы используется и придания плавности хода на рычаге стоит ступичный подшипник с тормозным суппортом.

Неотъемлемым атрибутом работающей подвески служит амортизаторная стойка. Она включает в себя как сам амортизатор, так и соосную с ним пружину и буфер сжатия. Последний позволяет варьировать пружинное усилие и линейные характеристики. Нижняя часть в тесном контакте с кулаком, а вверху посредством резиновых втулок происходит крепление к брызговику крыла.

В конструкции также работает стабилизатор поперечной устойчивости. В его функционал включено снижение боковых кренов машины в общем. Крепление детали проводится на подрамнике благодаря двум опорам, а свободные концы из-за шарнирного соединения фиксируются с амортизаторными стойками.

Начинает работать подвеска Макферсон как только авто выезжает на неровную дорогу или совершает маневр. Например, когда машина наезжает на небольшое препятствие или попадается неровность на дорожном полотне, происходит смещение колеса в вертикальном направлении. Далее пружина сжимается, ведь на неё воздействуют основные силы в первые мгновения, а поглощением удара занимается амортизатор, который принимает на себя всю энергию.

Также на колесо действует сила, благодаря которой оно сдвигается в продольной оси. Удержать его на своей позиции помогают рычаги, смонтированные под определенным углом либо один фигурный рычаг. Во втором случае пара вершин его фиксируется на кузове, а третья вершина – на ступице.

После того как неровность преодолели, начинаются другие манипуляции. Пружина возвращается в первоначальную позицию, что провоцирует выравнивание колеса относительно кузова. Важно знать, что смещение колес осуществляется при движении вне зависимости друг от друга. Хотя часть вибраций и нагрузок поглощается такой подвеской, но всё же водитель и пассажиры ощущают определённые вибрации на неровных дорогах.

В тех случаях, когда оба колеса перемещается по неровностям, то вне зависимости от состояния и качества элементов подвески машину всё равно немного раскачивает по сторонам. Для подобных ситуаций в конструкции предусмотрен стабилизатор поперечной устойчивости. Он замыкает элементы двух колёс в единую систему. Фактически это балка-торсион, установленная для гашения колебаний и препятствования скручивания.

Плюсы и минусы подвески McPherson

Любые устройства имеют свои позитивные и негативные стороны. Не лишена плюсов и минусов конструкция подвески Макферсон. Основные ее достоинства состоят из таких позиций:

  • значительный эксплуатационный ресурс обеспечивается простотой конструкции и высокой степенью надёжности;
  • благодаря своей универсальности узел справляется с поставленными для него задачами как на передней оси, так и на задней;
  • производители выбирают конструкцию из-за невысокой стоимости производства и относительной недороговизне включенных в неё деталей;
  • компактность и ограниченный набор деталей позволяет устанавливать узел даже на небольших по габаритам автомобилях;
  • у подвески большой запас хода, что способствует снижению шансов на пробой или перераспределению энергии на кузов машины;
  • для подвижных частей конструкции снижена нагрузка, потому что основное усилие на себя принимает стойка, а для сайлентблоков и шаровых опор предусмотрена лишь подвижность, что повышает их эксплуатационный ресурс и запас хода.

Выбирая авто с McPherson, необходимо знать и о недостатках. Это позволит правильно эксплуатировать машину и сократить количество посещений автосервиса для ремонта или замены деталей.

К минусам популярного узла относятся такие факты:

  • специалисты отмечают определённую сложность в обслуживании, так как для замены или ТО какой-либо части приходится полностью извлекать узел, а для сжатия/разжатия пружины понадобится спецприспособление;
  • длительная нагрузка на стойку сказывается на сроке её эксплуатации, чем сильнее и больше усилие, тем ниже будет период нормальной эксплуатации;
  • происходит изменение углов развала/схождения в большом диапазоне, что сказывается на управляемости и устойчивости машины на трассе, а также происходит более интенсивный износ шин;
  • для того чтобы обеспечить надёжное крепление стойки, инженеры создают усиление в данной области кузова, в противном случае повышается риск возникновения трещин, сколов, очагов коррозии;
  • автомобили премиального класса, в которых критичным фактором служит уровень шума, не применяют подвеску McPherson из-за её шумовых характеристик, а вместо неё используют альтернативу в виде более тихого многорычажного варианта.

Применение

Не взирая на наличие небольшого числа минусов, на большинстве популярных моделей применяется данный вариант независимой подвески. Этому способствует её простота, надёжность и дешевизна для массового производства.

Кроме стандартного набора элементов, в конструкциях применяются модернизированные вариации. В таких вариантах принято менять стандартный амортизатор на гидропневматический аналог.

На каких машинах же стоит данный тип конструкции? Например, её можно встретить на Mercedes-Benz W124, многих моделях BMW, Skoda (Octavia), Mitsubishi (Lancer), Kia (Soul), Honda (Creta), Audi 80 и в отечественном автопроме ВАЗ 2109.

Доработка

Различные доработки осуществляются для того, чтобы минимизировать раскачку кузова при высокой скорости. Также улучшения позволяют обеспечить снижение крена в поворотах. При этом необходимо выдерживать угол развала-схождения колес, что позволит колесу плотно прижиматься к дороге, удерживая хорошее сцепление с полотном.

Различия

Основным конкурентом на рынке у Макферсон является многорычажный вариант. Его применение позволяет избавиться от излишних вибраций и нагрузок, улучшить комфорт для пассажиров и водителя во время езды. Однако в многорычажке большее количество элементов. Кроме амортизатора, пружин и подложек в ней используется несколько рычагов (четыре и более) поперечных и продольных типов. Это сказывается на стоимости.

Нереализованные возможности

Разработки ведутся в перспективе установки новых конструкций подвески для переднеприводных авто сзади. Там размещается полузависимая упругая поперечная балка. Также востребованным окажется продольный рычаг с торсионными пружинами.

Перспективы развития

В качестве развития необходимо уделять внимание устранению отрицательных сторон. В Макферсоне плечо обкатки всегда положительное по значению. Это значит, что ось поворота располагается изнутри от точки контакта колеса с дорожным покрытием.

Часть проблемы решена немецкой компанией ZF Lemförder за счёт введения дополнительных элементов. Такая амортизирующая конструкция встречается под названием Revo-Knuckle и имеет международный патент. Были введены два шарнира в схему, что позволило разделить функционал поворотного и направляющих механизмов.

По характеристикам полученная система похожа на двухрычажную конструкцию. В результате прохождения поворотов, особенно при наличии даже небольшой колеи, авто ведёт себя более предсказуемо и устойчиво. Система защищена от возможных люфтов и нежелательных колебаний кузова.

Что такое подвеска MacPherson Strut и почему она так популярна?

Стойка Макферсон - самый распространенный тип передней подвески на современных автомобилях, но что это такое и почему почти все ее используют?

Стойка подвески, верхняя, и нижний рычаг подвески, прикрепляются к ступице.

Если вы входите в это без каких-либо предварительных знаний, стойка Макферсона может так же легко стать праздником приземления в американском футболе, как и конструкция подвески десятилетней давности.Но, насколько нам известно, это только последнее, и вот в чем суть.

Подвеска со стойками

MacPherson - это простая независимая конструкция подвески, используемая практически всеми основными производителями автомобилей в мире, обычно для передних колес. Он основан на основном треугольном дизайне, состоящем из двух частей; рычаг управления и радиусный стержень, которые вместе образуют треугольник относительно шасси автомобиля. Обычно этот треугольник находится внизу подвески, а не вверху.

Подвеска, верх, рычаг управления, низ, приводной вал и рулевой рычаг

Рычаг управления устанавливает колесо по бокам, а радиусный стержень останавливает его перемещение вперед и назад в колесной арке.Рычаг управления обычно был короче и прочнее из двух и был тем, который крепился непосредственно к нижней части держателя колеса, также известной как ступица. В наши дни они были объединены в один, гораздо больший рычаг управления вместе со стабилизатором поперечной устойчивости, соединяющим шасси и блок подвески.

Кстати, пружинно-демпферный блок монтируется вертикально или близко к нему. Он состоит из закрытого цилиндра, который крепится болтами к верхней части ступицы; внутри него находится амортизатор или демпфер.Вверху у него есть широкий воротник, охватывающий спиральную пружину, в то время как вал демпфера проходит через центр катушки до верхней части пружинного блока, который прочно прикреплен болтами к конструкции автомобиля.

Так внизу выглядит дешевая четырехлетняя машина...

Таким образом, стойка MacPherson создает трехточечную конструкцию крепления колеса, которая оказывается очень прочной и универсальной, и ее можно легко адаптировать для более сложных условий эксплуатации, таких как вождение по треку. Что не менее важно, это еще и дешевая конструкция. Производители автомобилей так же любят «дешево и эффективно», как и мы.

Дизайн действительно проявил себя, когда автомобили начали производиться с шасси unibody, также называемым монококами.Монококи обладают высокой относительной жесткостью между точками крепления стойки Макферсон, что обеспечивает ей необходимую поддержку и контроль для правильной работы.

... а так внизу выглядит более дорогая 12-летняя машина

Различные разработки на протяжении многих лет привели к появлению различных интерпретаций дизайна, от первых эскизов Эрла С. Макферсона, где удлиненный стабилизатор поперечной устойчивости также функционировал как радиусный стержень, до современных идей, в которых эти два элемента отделены друг от друга.Некоторые автомобили теперь также используют поперечный рычаг вместо старой комбинации поперечного рычага и радиусной тяги.

Очевидно, это хорошая система. Его используют такие компании, как BMW и Porsche, и вы обнаружите, что он прячется, например, за передними колесами Golf GTI. Это не только автомобили для покупок, хотя 99 процентов из них имеют одинаковую базовую конструкцию.

Установка на двойных поперечных рычагах позволяет больше регулировать развал и центр крена, что может уменьшить крен кузова. Это также более жесткий вариант, и некоторые люди говорят, что он дает больше контроля над управляемостью автомобиля.Факт остается фактом: стойка MacPherson - это блестяще эффективный способ сочетать силу, пружину и стабильность при низкой стоимости производства.

Стойка Макферсон, двойной поперечный рычаг и цельный мост

Широкая классификация систем подвески включает в себя стойки Макферсона, двойные поперечные рычаги и цельную ось. В сегменте легковых автомобилей используются независимые подвески, установленные на каждом колесе.Назначение узла подвески в автомобиле - обеспечить амортизацию между дорогой и кабиной автомобиля. Он также должен поглощать вибрации дороги и внезапные удары из-за выбоин. Он должен обеспечивать пассажирам комфортную поездку. Обеспечение устойчивости и хорошая управляемость на поворотах также является задачей подвески. Давайте подробно рассмотрим каждый тип подвески:

Независимая подвеска со стойками Макферсон

Самая распространенная система независимой подвески - это стойки Макферсон.Сегодня почти каждый легковой автомобиль имеет такую ​​установку спереди и более простую цилиндрическую пружину сзади. Стойка MacPherson Strut состоит из простой сборки цилиндрической пружины и демпфера / амортизатора. Задача пружины - накапливать энергию от резкого рывка с дороги. В демпфере используется гидравлическая жидкость для рассеивания этой энергии в виде тепла. Вместе они ограничивают любое нежелательное движение автомобиля из-за неровностей дороги.

Источник изображения: CarTreatments

Плюсы и минусы стойки MacPherson

  • Одним из самых больших преимуществ этой установки является то, что она оставляет много свободного места вокруг ступицы колеса.В этом пространстве находится карданный вал.
  • Экономичность и простота обслуживания - ключевые особенности этой подвески.
  • Надежность за счет меньшего количества деталей.
  • Меньший вес за счет меньшего количества компонентов.
  • Требуется конструкция типа монокок / цельный корпус, поскольку стойка крепится непосредственно к кузову автомобиля.
  • По той же причине он не самый лучший за углами.
  • Не используется во внедорожниках из-за ограниченного движения стойки.

Независимая подвеска с двойным поперечным рычагом

Как следует из названия, подвеска с двойным поперечным рычагом или двойным поперечным рычагом имеет форму кости, которая встречается у птиц. Это также независимая установка с двумя А-образными рычагами управления. Эти рычаги управления соединяются с колесом и рамой автомобиля с обоих концов. Одна рука обычно короче другой. В результате во время прохождения поворотов шина остается в контакте с землей из-за увеличения развала колес. Она не соединяется напрямую с шасси, она очень гибкая, особенно на поворотах.Расположение пружины и демпфера также очень гибкое в зависимости от наличия места.

Обычно эта система подвески используется в автомобилях повышенной комфортности. Некоторые автомобили также используют эту установку на внедорожниках, потому что ход подвески большой, и она может легко справиться с более крупными неровностями и выбоинами. Если комфорт и управляемость являются вашими приоритетами, установка Double Wishbone - одна из лучших систем подвески на данный момент.

Плюсы и минусы

  • Двойные поперечные рычаги обеспечивают большую устойчивость и управляемость на поворотах, гарантируя, что шины остаются в контакте с поверхностью.
  • Несмотря на то, что в установке используются двойные руки, общая установка довольно компактна и гибка, оставляя много свободного места для чего-то еще.
  • Поскольку рычаг управления не соединен с автомобилем напрямую, езда по бездорожью становится легкой из-за большого хода подвески.
  • Основные недостатки, которые не позволяют использовать эту технологию во всех автомобилях, - это стоимость и сложность.
  • Он включает в себя большее количество деталей, обслуживание которых немного сложно и требует много времени.

Также прочтите: Эта Verna получит пневмоподвеску в Индии

Зависимая подвеска с твердым мостом

Установка с твердым мостом является наиболее распространенной в автомобилях большой грузоподъемности. Он находится в задней части и представляет собой прочный стержень, соединяющий две оси. Следовательно, это тип зависимой системы. Вес всего грузовика приходится на неразрезную ось, потому что она очень жесткая и прочная. Вообще говоря, существует три типа жестких подвесок мостов:

Листовые рессоры

Это самые распространенные пружины для тяжелых транспортных средств в целом.Он довольно прост в конструкции, дешев в изготовлении и хорошо выполняет свою работу. Листовые рессоры состоят из нескольких металлических пластин, расположенных одна над другой. Затем они подключаются к неразрезной оси грузовика параллельно земле, чтобы выполнить максимальную работу.

К недостаткам листовых рессор можно отнести свободное движение пружины вбок, а также вперед и назад. Подрессоренная масса увеличивается, потому что они очень тяжелые.

Продольный рычаг

Продольный рычаг устраняет недостаток листовой рессоры в том, что он соединен с неразрезной осью и шасси.В результате он предотвращает смещение подвески в стороны, вперед и назад. Конструкция очень проста, поскольку включает в себя два дополнительных рычага управления. Они также прочные и долговечные, хотя и немного тяжелые, как листовые рессоры.

Источник изображения: Rapid Racer

Штанга Панара

Штанга Панара представляет собой не что иное, как жесткую перекладину, проходящую через заднюю часть автомобиля для предотвращения бокового движения. Концы соединяются с шасси и цельной осью с обеих сторон. Они также не дороги в производстве или сложны в установке.Их также можно использовать в сочетании с продольным рычагом, чтобы компенсировать его недостаток.

Источник изображения: Vorschlag

Обслуживание стоек МакФерсон | KnowYourParts


Стойка Макферсон состоит из поршня, соединенного со штоком в масляной трубке. Ряд клапанов регулируют поток масла, чтобы контролировать качку и отскок в системе подвески. Гидравлическая система демпфирования подвержена вспениванию из-за тепла, которое помогает воздуху смешиваться с маслом в трубке.Вспененное масло снижает демпфирующую способность и приводит к потере управляемости. Пенообразование подавляется путем подачи в стойку давления газообразного азота. Контроль плавности хода также улучшен за счет настройки степени сжатия и растяжения стойки. Манипулирование этим соотношением позволяет стойке легко поглощать неровности, не уменьшая отдачу при отскоке, что приводит к более плавной езде с устойчивостью на высоких скоростях. Автомобиль с электронным управлением плавностью хода регулирует передаточное число электронным способом для адаптации к необходимому уровню производительности.Когда эти системы изнашиваются, теряется управляемость и устойчивость.

Геометрия подвески

Стойка Макферсон играет важную роль в современной геометрии подвески. Это позволяет нижнему рычагу поворачиваться с большей дугой, не влияя на угол развала колеса. Это позволяет шине сохранять лучший контакт с дорогой даже в экстремальных условиях. В большинстве случаев продольное положение нижнего рычага управления поддерживается за счет соединения радиусной штанги между рычагом управления и рамой.В других, более сложных приложениях, подвеска стойки может сочетать в себе функции как стойки Макферсон, так и системы подвески с коротким и длинным рычагом (SLA), чтобы сделать систему более долговечной.

Геометрия рулевого управления

Стойка MacPherson также определяет современную геометрию рулевого управления. Наклон стойки является частью угла SAI и кастера. SAI определяет угол развала во время поворотов, а также помогает рулевому колесу вернуться в центральное положение. Положительный угол наклона, который эквивалентен наклону рулевой вилки назад в велосипеде, уменьшает отклонение рулевого колеса и помогает установить угол развала и схождение передних колес во время поворота.

Анализ геометрии стойки

При диагностике неисправности рулевого управления или износа шин важно проверить переднюю подвеску на предмет погнутых или сломанных деталей. Стойка может погнуться около места соединения поворотного кулака или сам шток поршня может погнуться. Любое условие приведет к изменению угла развала, наклона оси поворота и, возможно, радиуса поворота или эффекта Акермана на этом колесе. Проверка углов установки колес может помочь диагностировать повреждение подвески. Например, если подвеска со стороны водителя находится в пределах спецификации, а сторона пассажира не соответствует спецификации, возможно, что нижний рычаг управления, радиусная штанга, поперечная рулевая тяга, поворотный кулак или распорка со стороны пассажира могли пострадать от столкновения. повреждать.В общем, если угол развала не соответствует техническим требованиям и не может быть отрегулирован, вполне возможно, что поворотный кулак, а также стойка амортизатора погнуты.

Точки износа стойки

Самая важная часть любой проверки рулевого управления и подвески - это запуск двигателя и вождение автомобиля в сервисный отсек. При запуске двигателя рулевое колесо должно оставаться устойчивым, а гидроусилитель руля должен плавно поворачиваться от упора до упора и возвращаться в центральное положение по мере ускорения автомобиля.Если рулевое управление немного поворачивается при запуске двигателя, возможно, в автомобиле неисправен рулевой механизм. Если рулевое колесо не возвращается в центральное положение, обязательно проверьте опорные подшипники стойки во время замены стойки. Следующим этапом проверки является выполнение обычного испытания на отскок. В этом испытании переднюю часть автомобиля следует оттолкнуть, либо поставив колено на передний бампер, либо осторожно положив руки на опору переднего сердечника или другую существенную часть переднего зажима кузова.Подвеска должна ослабнуть при первом отскоке. Пружины на роскошных автомобилях обычно заметно мягче. Если скрип или стук сопровождают отскок, определите местонахождение этих шумов с помощью стетоскопа механика или положив пальцы на точки поворота подвески, пока партнер отскакивает от подвески. Если дребезжание подвески происходит на низкой скорости на неровных поверхностях, возможно, изношены втулка штока поршня или конец внутренней поперечной рулевой тяги. В некоторых случаях стержень амортизатора и другой износ можно обнаружить при ненагруженной подвеске и при полном ее выдвижении.Пока вы работаете, проверьте уплотнение штока поршня на предмет утечки масла. Хотя некоторая «сухая» утечка является нормальным явлением, появление сырого масла вокруг уплотнения указывает на серьезную утечку. Наконец, проверьте высоту подвески. Если автомобиль не выровнен или находится на указанной высоте, проверьте, не накачана ли шина или нет ли шины неправильного размера, провисшую пружину или узел стойки, который либо потерял свой газовый заряд, либо заедает из-за механической неисправности, такой как поршень. отсоединен от штока поршня.

Замена стойки

Замена подкосов должна выполняться только профессионалами, если только не устанавливается нагруженная подкос.Замена стойки позволяет осмотреть остальную часть системы подвески в ненагруженном состоянии. Конец внутренней рулевой тяги, соединенный с рулевой рейкой, должен демонстрировать предварительную нагрузку. По крайней мере, конец внутренней рулевой тяги не должен дребезжать при движении вперед и назад. В большинстве случаев концы наружных рулевых тяг предварительно нагружены и должны быть сжаты с помощью пары плоскогубцев водяного насоса для обнаружения чрезмерного износа или проверены во время «сухого» испытания рулевого управления с партнером, вращающим рулевое колесо. При этом проверяйте пыльники рулевой рейки на предмет утечки масла или вздутия.Что касается износа подвески, помните, что нижний шарнир представляет собой «следящий» шарнир, который предварительно нагружен для поддержания точного выравнивания угла схождения. Если стойка снята, осмотрите нижний рычаг подвески и втулки радиальной тяги на предмет ослабления. В то время как нижний шаровой шарнир, нижний рычаг подвески и опоры радиальной тяги имеют очень незначительное влияние на углы кастинга и развала, они имеют большое влияние на угол схождения, если они позволяют колесам двигаться по колеям дороги. Износ в любой нижней, ненагруженной точке крепления поперечного рычага приведет к отклонению рулевого управления и чрезмерному износу шин.Поскольку верхняя опора стойки амортизатора выдерживает вес автомобиля, ее следует заменить, если она не в отличном состоянии. Подушечки и пыльники амортизатора также необходимо заменить, чтобы продлить срок службы стойки. С другой стороны, некоторые производители вторичного рынка поставляют запасные стойки в сборе, включая новую пружину и дополнительные компоненты. В краткосрочной перспективе эти сборки могут быть более дорогими, но их установка гораздо менее трудоемка. В долгосрочной перспективе они, вероятно, будут более прибыльными и обеспечат большее удовлетворение клиентов, решив большинство проблем, связанных с обслуживанием изношенных стоек MacPherson.

(PDF) Кинематический и динамический анализ новой системы подвески со стойками MacPherson

С. Дехбари, Дж. Марзбанрад 1237

[4] Шарифи М., Шахриари Б., Багери А .: Оптимизация управления скользящим режимом для

Система подвески транспортного средства с помощью многоцелевого генетического алгоритма с неопределенностью,

Журнал фундаментальных и прикладных научных исследований, 2012 г.

[5] Марзбанрад, Дж., Захаби, Н .: H∞Активное управление системой подвески транспортного средства

Возбужденные гармоническими и случайными дорогами, механика и машиностроение,

21 (1), 171–180, 2017 .

[6] Чи, З., Хе, Й. и Натерер, Г. Ф.: Оптимизация конструкции подвески транспортного средства

с моделью четверти транспортного средства, Транзакции Канадского общества механиков

Engineering, 32 (2), 297 –312, 2008.

[7] Патил, С.А., Джоши, С.Г.: Экспериментальный анализ пассивной системы подвески четверти автомобиля с 2 степенями свободы и активной гидравлической системы подвески

для обеспечения комфорта езды, Системная наука и управление -

инженерное дело, 2 ( 1), 621–631, 2014.

[8] Фаллах, М.С., Бхат, Р. и Се, У. Ф .: Новая нелинейная модель подвески Macpherson

для приложений управления поездкой, в: American Control Conference,

Seattle, 2008.

[9] Hurel, J., Mandow А., Гарчиа-Сересо А.: Нелинейная двумерная модель -

подвески Макферсона для кинематического и динамического моделирования, в: Inter-

, национальный семинар по усовершенствованному управлению движением, Сараево, Босния и Герцеговина,

2012.

[10] Фаллах, М.С., Бхат, Р. и Се, ВФ: Новая модель и симуляция системы подвески MacPherson

для приложения управления плавностью хода, Динамика систем транспортных средств: Международный журнал механики транспортных средств и мобильности

, 47 (2), 195– 200, 2009.

[11] Мантарас, Д.А., Луке, П., Вера, Ч .: Разработка и проверка трехмерной кинематической модели

для механизмов рулевого управления и подвески McPherson,

Механизм и теория машин, 39, 603–619, 2003.

[12] Ричард М.J., Bouazara M., Khadir, L., Cai, GQ: Structural Optimization

Algorithm for Vehicle Suspension, Transactions of the Canadian Society for Mechan-

ical Engineering, 35 (1), 2011.

[13] Fichera, G. и Lacagnina, M .: Моделирование задней подвески торсионной балки с помощью

с использованием метода многотельных систем, Multibody System Dynamics, 12, 303–316, 2004.

[14] Дикер Дж. Дж., Гордон, Дж. Дж., Пеннок, Р. ., Шигли, Дж. Э .: Теория машин и механизмов

, Нью-Йорк, Oxford University Press, 2003.

[15] Спонг, MW, и Видьясагар, М.: Робот-динамика и управление, Нью-Йорк:

John Wiley & Sons, 1989.

[16] Джазар, RN: Advanced Dynamics, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 2011.

[17] Фаллах, М.С., Махзун, М. и Эгтесад, М .: Кинематический и динамический

Анализ суспензии Макферсона с использованием метода матрицы смещения, Иранский журнал -

, Наука и технологии, Транзакция B , Engineering, 32 (84), 325–339, 2008.

[18] Jacobson, B.: Vehicle Dynamics, G¨oteborg: Chalmers, 2014.

[19] Исфахани, MIM, Mosayebi, M., Pourshams, M. и Keshavarzi, A .: Op-

Таймизация системы подвески на двойных поперечных рычагах с изменяемым углом развала колес автор:

Hydraulic Mechanism, International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial,

Mechatronic and Manufacturing, 4 (10), 60–67, 2010.

[20] Бланделл, М. и Харти, Д.: Многотельные системы Подход к микрофонам Vehicle Dyna-

, Нью-Йорк: Эльзевир, 2004.

[21] Reimpell, J., Stoll, H. and Betzler, JW: The Automotive Chassis: Engineering

Principles, Warrendale: SAE international, 2002.

[22] Dixon, JC: Suspension Geometry and Computing, Sussex : John Wiley and Sons,

2009.

Микробиота кишечника регулирует созревание кишечной нервной системы взрослого человека через кишечные сети серотонина

Значение

Микробиота кишечника влияет на несколько физиологических процессов, включая моторику кишечника.Здесь мы наблюдали, что у мышей, свободных от микробов, есть незрелая кишечная нервная система (ENS), которая нормализуется после колонизации нормальной микробиотой. Мы определили механизм связи между микробиотой и кишечными нейронами как инициацию высвобождения серотонина и последующую активацию рецептора 5-HT 4 . Это демонстрирует сильное взаимодействие между микробиотой и ENS и указывает на потенциальные механизмы, связывающие микробный дисбиоз с желудочно-кишечными расстройствами.Возможность модулировать микробиоту, например, с помощью диеты, откроет новые перспективы исследований в нейрогастроэнтерологии.

Abstract

Кишечная нервная система (ENS) имеет решающее значение для основных физиологических функций желудочно-кишечного тракта, таких как моторика, секреция жидкости и кровоток. В кишечнике обитают триллионы бактерий, которые регулируют выработку хозяином нескольких сигнальных молекул, включая серотонин (5-HT) и другие гормоны и нейротрансмиттеры. Примерно 90% 5-HT происходит из кишечника, и активация рецептора 5-HT 4 в ENS была связана с нейрогенезом и нейропротекцией взрослых.Здесь мы проверили гипотезу о том, что микробиота кишечника может индуцировать созревание ENS взрослых посредством высвобождения 5-HT и активации рецепторов 5-HT 4 . Колонизация стерильных мышей микробиотой от мышей, выращенных обычным способом, изменила нейроанатомию ENS и увеличила скорость кишечного транзита, что было связано с выработкой 5-HT нейронами и слизистыми оболочками и пролиферацией энтеросолюбильных нейронов-предшественников в кишечнике взрослых. Фармакологическая модуляция рецептора 5-HT 4 , а также истощение эндогенного 5-HT выявила механистическую связь между кишечной микробиотой и созреванием ENS взрослых через высвобождение 5-HT и активацию 5-HT. 4 рецептор.Взятые вместе, эти данные показывают, что микробиота модулирует анатомию ENS взрослых 5-HT-зависимым образом с сопутствующими изменениями кишечного транзита.

Желудочно-кишечный тракт уникален в организме, так как он имеет внутреннюю нервную систему, кишечную нервную систему (ENS), состоящую из внешнего мышечно-кишечного сплетения и внутреннего подслизистого сплетения. ENS выполняет несколько важных физиологических функций, таких как регулирование перистальтики желудочно-кишечного тракта, секреция и абсорбция жидкости, а также кровоток (1).У грызунов большинство кишечных нейронов формируется во время эмбриогенеза и в раннем постнатальном периоде жизни (2–5). Во время этого процесса небольшая субпопуляция Sox10-экспрессирующих клеток, происходящих из нервного гребня, колонизирует переднюю кишку, впоследствии подвергается пролиферации, а затем колонизирует весь кишечник, давая начало и нейронам, и глиальным клеткам (6-8). Более того, кишечные нейрональные стволовые клетки, которые экспрессируют такие маркеры, как нестин, были зарегистрированы в постнатальном кишечнике мышей (9–11). В то время как долгое время считалось, что кишечные нейроны не образуются после 21 дня постнатального развития у мышей, за исключением случаев воспаления или травмы (2-4), недавнее исследование продемонстрировало, что ENS подвергается непрерывному обновлению у взрослых мышей с уравновешиванием апоптоза. нейрогенез (12).Таким образом, этот отчет демонстрирует, что ENS взрослых способен к созреванию и пластичности, но механизмы, управляющие этими процессами, остаются неизвестными.

Микробиота колонизирует желудочно-кишечный тракт после рождения с непрерывным созреванием в течение первого года жизни (13). Одновременно с колонизацией желудочно-кишечного тракта и созреванием иммунной системы слизистых оболочек ENS претерпевает экстенсивное развитие в раннем постнатальном периоде жизни (14). Соответственно, мыши без микробов (GF), у которых отсутствует микробиота кишечника, имеют ранние постнатальные структурные и функциональные аномалии ENS (15).Эти особенности можно обратить вспять путем колонизации микробиотой от донора, выращенного традиционным способом (CONV-R) (16).

Около 90% серотонина в организме (5-гидрокситриптамин, 5-HT) вырабатывается энтерохромаффинными (ЕС) клетками, типом энтероэндокринных клеток, которые присутствуют в эпителии кишечника (17). Недавно в двух исследованиях сообщалось, что микробиота кишечника способна индуцировать секрецию 5-HT слизистой оболочки кишечника (18, 19). Идея о том, что 5-HT слизистой оболочки и нейроны представляют собой разные пулы, подтверждается тем фактом, что разные формы ограничивающего скорость синтетического фермента триптофангидроксилазы (TPH) используются нейрональными и ненейрональными клетками, при этом TPh3 используется нейронами, а TPh2 используется EC. ячейки (20).В то время как 5-HT слизистой оболочки оказывает сильное провоспалительное действие (21, 22), активация рецептора 5-HT 4 (5-HT 4 R) в ENS оказывает нейрогенеративное и нейропротекторное действие (4, 23).

В этом исследовании мы проверили гипотезу о том, что микробиота кишечника модулирует функцию и анатомию ENS посредством высвобождения 5-HT и активации рецептора 5-HT 4 (5-HT 4 R). Колонизация мышей GF сокращала время прохождения через кишечник и была связана с высвобождением 5-HT.Мы изучили GF и колонизировали мышей с дефицитом Tph2 и продемонстрировали, что 5-HT слизистой оболочки является нейропротекторным на ранних фазах колонизации. Затем мы изучили соответствующие роли 5-HT слизистой оболочки и нейронов в наблюдаемом фенотипе посредством ингибирования TPh2 и TPh3 парахлорфенилаланином (PCPA) или истощения 5-HT нейронов резерпином. Наконец, используя фармакологическую модуляцию рецептора 5-HT 4 , мы установили связь между кишечной микробиотой и активацией нейронов 5-HT 4 Rs.

Результаты

Кишечная микробиота регулирует прохождение кишечника, сопровождаемое нейроанатомическими изменениями ENS.

Недавняя работа показала, что микробиота кишечника важна для нормального развития и функционирования мозга у мышей (24), но гораздо меньше известно о влиянии микробиоты кишечника на развитие ENS. Недавнее исследование установило, что микробиота необходима для постнатального развития кишечных глиальных клеток слизистой оболочки (25), но до сих пор проводятся механистические исследования роли кишечной микробиоты в созревании нейронов ENS, и особенно кишечных нейронов толстой кишки. не хватает.

Мы определили связь между кишечной микробиотой и функцией и анатомией ENS, колонизируя 12-недельных мышей GF микробиотой слепой кишки мышей-доноров соответствующего возраста, получая мышей CONV-D. В соответствии с предыдущими результатами (26), мы обнаружили, что у GF-мышей наблюдается значительно более медленный кишечный транзит, чем у контрольных CONV-R, и что кишечный транзит нормализовался через 15 дней, но не через 3 дня колонизации, т. Е. Когда микробное сообщество полностью сформировалось. установился после колонизации (рис.1 А ) (27, 28). В то время как мы не наблюдали никакой разницы в количестве нейронов тонкой кишки или иннервации продольной мышцы / миэнтериального сплетения (LMMP) между мышами GF, CONV-D и CONV-R, как было выявлено с помощью иммуногистохимического количественного определения пан-нейронального маркера HuC. / D и маркер нейритов Tuj1 (рис. 1 B - D ), иннервация эпителия толстой кишки была снижена у GF животных. Эти фенотипы были восстановлены через 15 дней после колонизации (рис.1 E и F ), отражая более быстрый транзит (рис.1 А ). Примечательно, что в соответствии с предыдущим исследованием (25) колонизация увеличивала плотность глиальной сети (что было выявлено с помощью иммуноокрашивания на глиальный маркер S100β; см. Приложение SI , рис. S1 A и B ). Однако количество клеток Sox10 + (маркер нейрональных и глиальных предшественников) не зависело от микробного статуса мышей ( SI Приложение , рис. S1, C и D ), что позволяет предположить, что ( i ) глии больше после колонизации или ( ii ) больший процент глии, экспрессирующей S100β.Было показано, что клетки Sox10 + дают начало нейронам и глиальным клеткам in vitro и in vivo (2, 3, 25). Предыдущее исследование с использованием репортерных мышей показало, что после колонизации клетки Sox10 + претерпевают пролиферацию в мышечно-кишечном сплетении с последующей миграцией на слизистую оболочку, в результате чего возникают кишечные глиальные клетки (25). В соответствии с этим открытием мы обнаружили, что около 1% клеток Sox10 + экспрессировали Ki67 в миентеральном сплетении через 15 дней после колонизации ( SI Приложение , рис.S2).

Рис. 1.

Микробиота кишечника регулирует анатомию и функцию ENS. ( A ) Кишечный транзит у мышей GF, мышей GF, колонизированных (CONV-D) микробиотой от донора CONV-R в течение 3 или 15 дней, и мышей CONV-R. * P <0,05; ** P <0,01 по сравнению с GF; Н.С., не имеет значения; односторонний дисперсионный анализ с последующим апостериорным тестом Даннета. ( B ) Репрезентативные изображения LMMP толстой кишки, показывающие пан-нейрональный маркер HuC / D (зеленый) и нейрон-специфический бета-III тубулин (Tuj1, красный).( C и D ) Количественная оценка клеток HuC / D + ( C ) и области Tuj1 + ( D ). ( E и F ) Репрезентативные изображения ( E ) и количественная оценка ( F ) иннервации крипт толстой кишки мышей с использованием периферического нейронального маркера Tuj1. * P <0,05 по сравнению с GF; Н.С., не имеет значения; Тест Краскела – Уоллиса с последующим апостериорным тестом Данна. (Шкала: 50 мкм.)

Затем мы исследовали, снижает ли истощение кишечной микробиоты в результате 3-недельного лечения антибиотиками у мышей CONV-R иннервацию слизистой оболочки толстой кишки.Микробное истощение было подтверждено с помощью кПЦР и было связано с увеличением слепой кишки ( SI Приложение , рис. S3, A и таблица S1). В отличие от мышей GF, истощение привело к снижению иннервации слизистой оболочки толстой кишки и LMMP, что было связано с уменьшением глиальной сети ( SI Приложение , рис. S3 B - H ). Это говорит о том, что наличие кишечной микробиоты не обязательно для развития нервной сети кишечника, но имеет решающее значение для ее поддержания.

Нестин представляет собой белок цитоскелета, который экспрессируется множеством нервных стволовых клеток (10, 12, 29, 30). Клетки Nestin + в мышечно-кишечном сплетении взрослых мышей дают нейроны in vivo (12), а исследования трансгенных мышей Nestin-GFP предполагают, что коэкспрессия Nestin и HuC / D является признаком нейрональной пластичности в ENS взрослых ( 10). Таким образом, мы определили долю нейронов Nestin + у мышей GF, CONV-D и CONV-R (рис. 2 A ). Колонизация мышей GF вызывала глобальное снижение доли нейронов Nestin + 2 = 208.7; df = 3; P <10 -4 ) (рис. 2 B ), что позволяет предположить, что мыши GF сохраняют более высокую пластичность в ENS, которая сохраняется в течение как минимум 3 дней после колонизации, но исчезает, когда микробиота достигает устойчивого состояния. государственный.

Рис. 2.

Колонизация мышей GF кишечной микробиотой вызывает созревание нейрональных предшественников в миэнтериальном сплетении толстой кишки. ( A ) Иммуноокрашивание с помощью HuC / D (красный) и маркера предшественника нейронов нестина (зеленый).( B ) Колонизация уменьшала долю нейронов Nestin + в ганглиях кишечника ( n > 1000 клеток на группу). (Масштаб: 20 мкм.)

Колонизация мышей GF индуцирует пролиферацию предсуществующего нестина

+ субпопуляции нервных предшественников.

Чтобы проверить гипотезу о том, что колонизация мышей GF нормальной микробиотой вызывает пролиферацию нервных клеток-предшественников, мы исследовали коэкспрессию нестина с циклическим маркером Ki67 в миэнтериальных ганглиях толстой кишки.Мы обнаружили, что у мышей GF до 5% клеток Nestin + сохраняли способность подвергаться пролиферации и что это состояние сохранялось через 3 и 15 дней после колонизации (фиг. 3 A и B ). Напротив, менее 1% клеток Nestin + у мышей CONV-R экспрессировали Ki67 ( P = 0,03 по сравнению с GF; тест Краскела-Уоллиса с последующим апостериорным тестом Данна). Мы также наблюдали, что некоторые клетки Ki67 + имели небольшой ободок цитоплазмы Nestin + (рис.3).

Рис. 3.

Колонизация взрослых мышей GF кишечной микробиотой приводит к циклической смене нейрональных предшественников. ( A ) Репрезентативные изображения ганглия толстой кишки и кишечника мыши, окрашенные маркером циклических клеток Ki67 (красные стрелки), маркером предшественников нейронов Nestin (зеленые) и с ядрами, контрастированными с помощью Hoechst (серый). ( B ) Количественная оценка дважды положительных клеток нестин / Ki67. * P <0,05 по сравнению с GF; Н.С., не имеет значения; Тест Краскела – Уоллиса с последующим апостериорным тестом Данна.(Масштаб: 20 мкм.)

Поскольку миентерические клетки Nestin + ответственны за нейрогенез взрослых в ENS (12), наши результаты предполагают, что мыши GF сохраняют потенциал для нейрогенеза и созревания ENS, который может быть активирован при колонизация. Однако, поскольку мы не наблюдали разницы в плотности нейронов у мышей GF, пролиферация, вероятно, компенсируется потерей клеток. Взятые вместе, наши результаты предполагают, что дифференцировка нейронов от клеток Nestin + происходит после воздействия микробиоты кишечника.

Взаимодействие между микробиотой и слизистой оболочкой 5-HT является нейропротекторным.

5-HT участвует в нейрогенезе, а также способствует выживанию нейронов. Мы подтвердили предыдущие наблюдения, что колонизация мышей GF частично восстанавливала уровни 5-HT в сыворотке ( SI Приложение , рис. S4 A ) (18, 19, 31), вероятно, за счет индукции синтеза 5-HT de novo путем увеличения экспрессия ограничивающего скорость фермента синтеза 5-HT, Tph2 , в слизистой оболочке ( SI Приложение , рис.S4 B ). Кроме того, истощение микробиоты антибиотиками снижает уровни циркулирующего 5-HT ( SI Приложение , рис. S4 C ).

Чтобы выяснить, требуется ли выработка 5-HT слизистой оболочки для поддержания нейроанатомии ENS, мы количественно оценили плотность нейронов у мышей с нокаутом Tph2 ( Tph2 - / - ). После подтверждения того, что Tph2 не экспрессируется в толстой кишке наших нокаут-мышей ( SI Приложение , рис.S4 D ), мы проанализировали анатомию ENS у мышей Tph2 - / - и однопометников дикого типа. CONV-R Tph2 - / - у мышей не обнаружено каких-либо явных изменений в нейроанатомии ENS (32), но до сих пор ни одно исследование не фокусировалось на этих мышах в условиях GF. В соответствии с предыдущими исследованиями подвздошной кишки мышей CONV-R (32) мы не наблюдали значительных изменений в нейроанатомии ENS мышей CONV-R и GF (рис. 4). Однако, когда мышей GF колонизировали в течение 3 дней микробиотой мышей C57BL / 6 CONV-R дикого типа (давая мышей CONV-D), мы обнаружили, что Tph2 - / - мышей (рис.4 A и B ) имели пониженное количество нейронов кишечника (влияние микробиоты: 35% от общей вариации; двухфакторный дисперсионный анализ, P = 0,02), что подчеркивает важность 5-HT слизистой оболочки для поддержания целостность ENS в ранний период колонизации. Более того, доля нейронов Nestin + была значительно снижена у мышей CONV-D Tph2 - / - (Рис.4 D и E и SI Приложение , Рис.S4 E ). Взятые вместе, наши данные показывают, что вызванное микробиотой высвобождение 5-HT слизистой оболочки является нейрозащитным для ENS на ранних этапах колонизации.

Рис. 4.

5-HT слизистой оболочки нейропротектором у мышей CONV-D. ( A ) Типичные изображения LMMP толстой кишки, показывающие пан-нейрональный маркер HuC / D (зеленый) и нейрон-специфический тубулин β-III (Tuj1, красный). ( B и C ) Количественная оценка клеток HuC / D + ( B ) и области Tuj1 + ( C ).Значения P сообщаются после двухфакторного дисперсионного анализа с последующим тестом множественных сравнений Даннета. * P <0,05. ( D ) Иммуноокрашивание с помощью HuC / D (красный) и маркера предшественника нейронов нестина (зеленый). ( E ) Количественная оценка результатов в D . Разделенные панели представлены в приложении SI , рис. S4 E . Значения P представлены нокаутом по сравнению с диким типом; Точный тест Фишера (было подсчитано n > 750 клеток на группу).(Шкала: 50 мкм.)

Кишечная микробиота индуцирует выработку 5-HT нейронов.

Было показано, что высвобождение 5-HT из кишечных нейронов влияет на развитие и выживание дофаминергических нейронов (32), показывая важность серотонинергических нейронов в организации более зрелых компонентов сети ENS. Мы выполнили иммуногистохимию 5-HT в LMMP и обнаружили, что серотонинергические нейронные сети почти отсутствуют у мышей GF, но постепенно восстанавливаются путем колонизации кишечной микробиотой (рис.5 A и B ). Важно отметить, что наличие микробиоты кишечника было решающим для поддержания серотонинергических сетей, поскольку истощение антибиотиками отменяет иммунореактивность 5-HT ( SI Приложение , рис. S5 B и C ). Чтобы различить специфические роли серотонина в наблюдаемом фенотипе, мы хронически лечили мышей CONV-D в течение 3 дней PCPA, селективным и необратимым ингибитором TPh2 и TPh3, или резерпином, необратимым блокатором везикулярного транспортера моноаминов (таким образом истощая нервные клетки). 5-HT).Мы подтвердили, что PCPA и резерпин снижают иммунореактивность 5-HT в LMMP ( SI Приложение , рис. S5 E - H ).

Рис. 5.

Микробиота кишечника регулирует высвобождение 5-HT нейронов и активацию 5-HT4R в мышечно-кишечном сплетении. ( A ) Типичные изображения толстого кишечного сплетения, показывающие иммунореактивность к 5-HT (зеленый) и 5-HT 4 R (красный). Локализация 5-HT и 5-HT 4 R была изменена колонизацией. ( B и C ) Количественная оценка иммунореактивности к 5-HT ( B ) и 5-HT 4 R ( C ).* P <0,05; ** P <0,01; *** P <0,001; **** P <10 −4 по сравнению с GF; Тест Краскела – Уоллиса с последующим апостериорным тестом Данна. ( D ) Репрезентативные изображения LMMP толстой кишки мышей CONV-D, получавших раствор носителя, антагониста 5-HT 4 R GR-125487, ингибитора TPH PCPA или резерпина, блокатора везикулярного транспортера моноаминов, показывающие паннейрональный маркер HuC / D (зеленый) и нейрон-специфический тубулин β-III (Tuj1, красный).( E и F ) Количественная оценка клеток HuC / D + ( E ) и области Tuj1 + ( F ). * P <0,05 по сравнению с GF; Н.С., не имеет значения; Тест Краскела – Уоллиса с последующим апостериорным тестом Данна. ( G ) Иммуноокрашивание HuC / D (красный) и маркер предшественника нейронов нестин (зеленый). Разделенные панели показаны в приложении SI , рис. S6. ( H ) Количественная оценка доли нейронов Nestin + ( n > 500 клеток на группу).(Масштаб: 50 мкм.)

Обработка ингибитором TPH PCPA приводила к снижению плотности нейронов кишечника (фиг. 5 D и E ). Удивительно, но лечение также привело к значительному увеличению доли нейронов Nestin + (фиг. 5 G и H и SI, приложение , фиг. S6). Эти данные предполагают, что блокирование продукции 5-HT приводит к потере () нейронов кишечника, аналогичной той, которая наблюдалась у мышей Tph2 - / - CONV-D и ( ii ) ингибированию дифференцировки нейронов от Нестин + предков.

Хотя не было значительной разницы в количестве нейронов или плотности нейритов Tuj1 + в обработанных резерпином CONV-R ( SI Приложение , рис. S5 J и K ) или CONV-D ( 5 D - F ), обработка значительно снизила долю нейронов Nestin + (фиг. 5 G и H и SI, приложение , фиг. S6). Примечательно, что резерпин является необратимым блокатором везикулярного транспортера моноаминов, который также транспортирует дофамин и норадреналин, поэтому мы не можем исключить возможность того, что эти нейротрансмиттеры способствуют фенотипу.Дальнейшие исследования на мышах с дефицитом GF и CONV-D Tph3 могут подтвердить специфичность действия нейронального 5-HT на созревание ENS после колонизации.

Активация 5-HT

4 R у мышей GF вызывает созревание взрослой ENS.

5-HT 4 R широко экспрессируется в кишечнике (33, 34), а нанесение на слизистые оболочки агонистов 5-HT 4 R активирует выделение слизи бокаловидными клетками и секрецию Cl - энтероцитами, тогда как Антагонисты 5-HT 4 R блокируют эти действия (33).Стимуляция 5-HT 4 R также индуцирует нейрогенез и нейрозащиту у взрослых в кишечнике (4, 23). Здесь мы подтвердили, что 5-HT 4 R экспрессируется в ENS и, в частности, в нейронах кишечника ( SI, приложение , рис. S5 A ), и обнаружили, что его экспрессия зависит от наличия кишечника. микробиота (Рис.5 A и C и SI Приложение , Рис. S5 B и D ). Подобно 5-HT, мы наблюдали, что экспрессия 5-HT 4 R была локализована в соме клеток у мышей GF, но в серотонинергических нейритах после колонизации (рис.5 A и SI Приложение , рис. S5 A ).

Затем мы колонизировали мышей GF и одновременно лечили их в течение 3 дней хроническими инъекциями антагониста 5-HT 4 R GR-125487. Обработка антагонистом не влияла на плотность нейрональной сети, но приводила к уменьшению количества нейронов миэнтерия (фиг. 5 D - F ). Доля Nestin + нейронов (рис.5 G и H и SI Приложение , рис.S6) было значительно уменьшено в результате лечения. Это предполагает, что высвобождение 5-HT нейронов регулирует стволовые клетки предшественников нейронов в ENS, тогда как специфическая активация 5-HT 4 R также регулирует пролиферацию.

Чтобы напрямую проверить, можно ли фенокопировать эффекты колонизации на анатомию ENS у мышей GF, мы лечили GF мышей 5-HT 4 R агонистом sc-53116 в течение 4 дней. Мы наблюдали, что активация 5-HT 4 R у мышей GF была связана с более быстрым кишечным транзитом (рис.6 A ), что сопровождается увеличением количества нейронов кишечника (рис. 6 B - D ) и повышенной иннервацией слизистой оболочки толстой кишки (рис. 6 E и F ).

Рис. 6.

5-HT 4 R регулирует анатомию и функцию ENS у мышей GF. ( A ) Кишечный транзит у мышей GF, которым вводили антагонист 5-HT 4 R sc-53116 или раствор носителя. P = 0,05; Непарный тест ученика t . ( B ) Репрезентативные изображения LMMP толстой кишки вышеупомянутых мышей, показывающие паннейрональный маркер HuC / D (зеленый) и нейрон-специфический тубулин β-III (Tuj1, красный).( C и D ) Количественная оценка клеток HuC / D + ( C ) и области Tuj1 + ( D ). ( E ) Типичные изображения иннервации крипт толстой кишки мышей (белые стрелки) с использованием периферического нейронального маркера Tuj1. ( F ) Количественная оценка площади Tuj1 + . Значения P определяли с помощью теста Манна – Уитни. Н.С., не имеет значения. (Масштаб: 50 мкм.)

В совокупности наши данные предполагают, что после колонизации кишечная микробиота стимулирует высвобождение 5-HT нейронов и слизистых оболочек и что активация 5-HT 4 R у мышей GF приводит к дифференцировке и созреванию. кишечных нейронов.

Обсуждение

ENS содержит клетки, дающие начало нейронам in vitro и in vivo (2, 3, 9). В этом исследовании мы показали, что колонизация взрослых мышей GF индуцировала созревание ENS, связанное с пролиферацией предшественников предшественников Nestin + , присутствующих у мышей GF. Хотя блокирование 5-HT 4 R или истощение эндогенного 5-HT предотвращало этот процесс, мыши GF восстанавливали иннервацию кишечника при лечении агонистами 5-HT 4 R. Здесь мы показываем, что созревание взрослой ENS требует 5-HT 4 R-специфической передачи сигналов и что колонизация кишечными микробами GF Tph2 - / - мышей приводила к меньшему количеству нейронов кишечника, предполагая, что оба пула кишечные 5-HT имеют решающее значение для поддержания ENS у взрослых.

Наши результаты подтверждают, что способность к созреванию ENS (то есть рост нейритов и нейрогенез) продолжается у взрослых мышей в кишечнике, не имеющем отношения к микробиоте. Интересно, что у грызунов GF наблюдается аномальное соотношение кальбиндина и нитрергических нейронов кишечника, что позволяет предположить, что микробиота влияет на созревание нейронных сетей кишечника (15, 16, 35). Кроме того, функциональная активность ENS может регулироваться микробиотой либо непосредственно через Toll-подобные рецепторы (36), либо путем индукции секреции BMP2 макрофагами (37).Недавнее исследование показало, что кишечный нейрогенез у взрослых - это активный процесс, уравновешенный апоптозом (12). Наши результаты дополняют эти открытия и предполагают, что клетки Nestin + могут подвергаться пролиферации и дифференцировке в функциональные нейроны. Однако механизмы, с помощью которых кишечные бактерии влияют на организацию ENS, остались неизученными. Например, при дисбактериозе продукция NO в ENS нарушается (38). Таким образом, вероятно, что нитрергические и серотонинергические пути взаимодействуют с микробиотой, чтобы установить функциональную ЭНС.

Желудочно-кишечный тракт - это место, где синтезируется большая часть 5-HT, и недавно два исследования показали, что микробиота кишечника играет ключевую роль в стимулировании секреции 5-HT (18, 19). Мы подтвердили эти находки, но наши результаты предполагают, что 5-HT нейронов и слизистых оболочек играют взаимодополняющие роли в созревании ENS ( SI Приложение , Fig. S7). Нейрональный 5-HT был идентифицирован как основной фактор роста нейронов во время развития (32), а также действует как промотор роста и супрессор воспаления в слизистой оболочке кишечника (22, 39).Мы дополнили эти результаты повторным определением мышей Tph2 - / - как свободных от микробов. Подобно мышам, получавшим PCPA, колонизация этих мышей привела к уменьшению количества нейронов кишечника, показывая, что 5-HT слизистой оболочки имеет решающее значение для целостности ENS на ранних стадиях колонизации. Однако, в отличие от Tph2 - / - и мышей CONV-D, получавших резерпин, PCPA индуцировал увеличение соотношения клеток Nestin + в миэнтериальном сплетении, наблюдение, которое требует дальнейшего исследования.

Измененная организация и свойства кишечных нейронов у мышей GF также влияют на функцию желудочно-кишечного тракта. Обработка прукалопридом, агонистом 5-HT 4 R, защищает кишечные нейроны от окислительного стресса (23), а активация 5-HT 4 R в эпителии снижает воспаление у мышей с колитом (40). Было высказано предположение, что изменения микробиоты кишечника, вызванные, например, инфекцией, стрессом или применением антибиотиков, вызывают синдром раздраженного кишечника (41).Таким образом, улучшенное понимание диалога между микробиотой и ENS открывает возможность для новых методов лечения воспалительных заболеваний кишечника.

Материалы и методы

Подробные процедуры см. В приложении SI , Методы SI .

Животные.

Взрослых самок мышей C57BL / 6J в возрасте 12 недель в начале экспериментов содержали в помещении с контролируемым климатом (22 ± 2 ° C), подвергнутом 12-часовому циклу свет / темнота (свет включен, 7: С 00:00 до 19:00), со свободным доступом к воде и пище. Tph2 - / - мышей были описаны ранее (42). Все процедуры на мышах были одобрены Этическим комитетом по уходу за животными и их использованию в Гетеборге, Швеция. Лечение антибиотиками описано в SI Приложение , SI Методы .

Статистический анализ.

Данные представлены в виде прямоугольных диаграмм, показывающих максимум, минимум, медианное значение и межквартильный размах. Каждая точка представляет одну мышь. Статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения GraphPad Prism 7.

Благодарности

Мы благодарим Анну Халлен, Карину Арвидссон, Луизу Хеллен, Сару Нордин-Ларссон, Ульрику Энквист, Кэролайн Веннберг и Закариаса Гулича за отличную помощь в исследованиях на животных; Анне Халлен за создание SI Приложение , рис. S7; Thomas Greiner (Университет Гетеборга) для разведения и генотипирования Tph2 - / - мышей; и Gabriel Lepousez (Institut Pasteur, Париж) за плодотворные обсуждения нейрогенеза.Конфокальная микроскопия была выполнена в Центре клеточной визуализации Университета Гетеборга. Эта работа финансировалась Шведским исследовательским советом, Фондом Ново Нордиск, Фондом Торстена Содерберга, Шведским фондом сердечных легких, Фондом Йорана Густафссона, Фондом ИнгиБритт и Арне Лундберг и Фондом Кнута и Алисы Валленберг. F.D.V. является получателем долгосрочной стипендии ALTF 1305-2014 Европейской организации молекулярной биологии (Marie Curie Actions LTFCOFUND2013, GA-2013-609409) и постдокторской стипендии La Ligue Contre Le Cancer.НАПРИМЕР. финансируется за счет докторской стипендии фондов Веннера-Грена. Г.К. является получателем гранта NIH 2P01 AG032959-06A1 и исследовательского гранта Колумбийского центра старения. F.B. является получателем гранта консолидатора Европейского исследовательского совета 615362 – METABASE и профессором медицины Торстена Содерберга.

Сноски

  • Авторы: F.D.V., E.G. и F.B. спланированное исследование; F.D.V., E.G., L.M.H. и L.E.O. проведенное исследование; Э.Г., Г.К., А.J.M. предоставил новые реагенты / аналитические инструменты; F.D.V., E.G., L.E.O. и F.B. проанализированные данные; и F.D.V., E.G. и F.B. написал газету.

  • Заявление о конфликте интересов: F.B. является соучредителем и акционером Metabogen AB.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1720017115/-/DCSupplemental.

  • Copyright © 2018 Автор (ы).Опубликовано PNAS.

Gateway Performance Suspension Передняя подвеска стойки Macpherson

Ни для кого не секрет, что заводская передняя подвеска Mustang 65-73 годов имеет архаичный дизайн по сравнению с современными новыми автомобилями, особенно с великолепным Mustang 11 года выпуска. Старый двойной поперечный рычаг, винтовая пружина и амортизатор были самыми современными в середине 1960-х годов, обеспечивая хорошую езду с приличной управляемостью, даже хорошее управление на моделях, оснащенных усиленной подвеской.Но времена изменились. В наши дни многие владельцы хотят ездить на новом автомобиле и его управляемости, когда приобретают классический внешний вид винтажного Мустанга.

Также становится трудно найти шинный или автомобильный магазин, который знает, как выровнять переднюю часть 40-летнего Мустанга. Подумайте об этом: большинство сегодняшних автотехников даже не родились, когда Мустанги первого поколения были в автосалонах Ford.

Благодаря модернизированному движению за последние десять лет или около того, модернизация передней подвески стала обычным явлением.Теперь Gateway Performance Suspension (GPS), подразделение Gateway Classic Mustang, вышла на рынок с новой системой стоек MacPherson, которая не только улучшает ходовые качества и управляемость, но и проста в установке.

«Это действительно система на болтах, - говорит Джейсон Чайлдресс из Gateway. «Если у вас есть какие-либо механические способности, вы можете установить его на заднем дворе с помощью опор и нескольких инструментов».

Когда дело доходит до обработки, Джейсон и брат Лонни имеют большой опыт. Оба водили монстр-траки, прежде чем запустить Gateway Classic в 1999 году, начав в Санкт-Петербурге.Луи перед переездом на несколько миль на запад в Бурбон, штат Миссури. Сегодня они специализируются на рестомодах Mustang, включая Red Rocker для Сэмми Хагара и специальный современный фастбэк Bullitt 1968 года (см. «Modern Bullitt», июнь 2009 Mustang Monthly) для Чада Маккуина, сына звезды Bullitt Стива Маккуина. Хотя в прошлом они использовали другие установки подвески и даже какое-то время распространяли разработанные в Австралии компоненты RRS, братья Чайлдресс хотели придумать свою собственную конструкцию подвески.

Их конструкция проста: амортизационная стойка и уникальный шпиндель заменяют заводские верхний А-образный рычаг, цилиндрическую пружину и амортизатор, обеспечивая как улучшенное качество езды, так и управляемость. Джейсон описывает новый шпиндель как «сплав шпинделей Mustang ранних и поздних моделей», заявляя, что он сделан в США из стали 4140 и использует подшипники Timken американского производства. Благодаря лучшему углу Акермана (геометрия для правильного угла поворота при прохождении поворота или кривой) и улучшенному развалу система Gateway также создает меньшее горизонтальное напряжение, чем заводская передняя подвеска с двойными А-образными рычагами.Изменяя расположение рулевого рычага, подвеска Gateway устраняет большую часть присущего Mustang подруливания, в зависимости от дорожного просвета.

GPS предлагает несколько версий своей новой подвески, начиная с начального уровня Super Stock, который имеет оси и нерегулируемые стойки койловера, но без тормозов. Оттуда различные обновления добавляют тормоза (от 11-дюймовых до 14-дюймовых роторов с шестипоршневыми суппортами), регулируемые (дорожный просвет и / или стойки) и стойки Koni. Скоро появятся версии Extreme GTS Pro Touring, Extreme GTS, Road Race и Drag Pack.Для владельцев, которые планируют установить крупноблочный или модульный двигатель V-8, доступен комплект для насечки амортизатора.

Передняя подвеска GPS подходит для Mustang и Cougars '65-73, а также для Falcon / Comet / Ranchero '60-65, Fairlane / Torino / Falcon / Comet '69-77, Maverick / Комета и Фэрлейн / Метеор 62-65 года. Мы познакомились с новой системой передней подвески во время недавней поездки в Gateway, где Джейсон и Лонни продемонстрировали установку передней подвески Street Extreme на голом кузове 1967 года без передних крыльев для доступа к фотографиям.

Подвесные системы Gateway *

Super Stock

Нерегулируемая система начального уровня Super Stock оснащена стойкой Макферсона, как новые Мустанги и многие европейские автомобили GT по доступной цене. Тормоза в комплект не входят.

  • Нерегулируемая система стоек МакФерсон с уличными амортизаторами.
  • Индивидуальный шпиндель.
  • Пружины Eibach.
  • Готов принять комплект дисковых тормозов с болтовым креплением или дополнительный тормозной комплект Gateway.
  • Требуются колеса с 2,5-дюймовым центральным отверстием (подойдут колеса Ford после 70-х).

Super Stock GT

Все преимущества системы Super Stock, но с тормозами и регулируемой стойкой по высоте дорожного просвета.

  • Система стоек МакФерсон, регулируемая по дорожному просвету.
  • Нерегулируемые спортивные амортизаторы KYB.
  • Индивидуальный шпиндель.
  • 11-дюймовые дисковые тормоза с однопоршневыми суппортами (замена роторов и суппортов доступна в большинстве розничных продавцов автомобильных запчастей).
  • Пружины Eibach.
  • Требуются колеса с 2,5-дюймовым центральным отверстием (подойдут колеса Ford после 70-х).

Улица Мститель

Высота посадки регулируется, как у Super Stock GT, но также включает в себя один регулируемый амортизатор KYB и более крупные 12-дюймовые тормозные диски с двухпоршневыми суппортами PBR от Baer.

  • Система стоек МакФерсон, регулируемая по дорожному просвету.
  • Одинарные регулируемые амортизаторы KYB.
  • Индивидуальный шпиндель.
  • 12-дюймовые дисковые тормоза с двухпоршневыми суппортами PBR от Baer (сменные роторы и колодки доступны в большинстве розничных продавцов автомобильных запчастей; сменные суппорты доступны через GPS). Пружины Эйбаха.
  • Требуются колеса диаметром 17 дюймов или больше.

Street Performer

Регулируемый клиренс, как у Street Avenger, но также включает в себя одинарные регулируемые стойки Koni и 13-дюймовые тормоза.

  • Система стоек МакФерсон, регулируемая по дорожному просвету.
  • Одинарные регулируемые стойки Koni.
  • Индивидуальный шпиндель.
  • 13-дюймовые роторы дисковых тормозов с термостойкостью и четырехпоршневыми суппортами Baer (сменные роторы и колодки доступны через GPS.
  • Пружины Eibach.
  • Требуются колеса диаметром 17 дюймов или больше.

Улица Экстрим

То же, что Street Performer, но добавляет двойные регулируемые стойки для регулировки демпфирования и отбоя и 14-дюймовые роторы с шестипоршневыми суппортами Baer.

  • Система стоек МакФерсон, регулируемая по дорожному просвету.
  • Двойные регулируемые амортизаторы Koni.
  • Индивидуальный шпиндель.
  • 14-дюймовые тормозные диски с термостойкостью и шестипоршневые суппорты Baer (роторы и колодки доступны через GPS).
  • Пружины Eibach.
  • Требуются колеса диаметром 18 дюймов или больше.

Extreme GTS PRO Touring (скоро)

Предлагает превосходные шоссейные гонки и уличные манеры для тех, кто хочет добиться лучших характеристик и торможения в любом случае.Регулируемый клиренс с амортизаторами, допускающими конечную регулировку. Версия Road Race (деталь # GPS1030, 7 695 долларов) заменяет амортизаторы Road Race.

  • Система стоек МакФерсон, регулируемая по высоте дорожного просвета.
  • Двойные регулируемые перевернутые гоночные амортизаторы Extreme GTS Pro Touring.
  • Индивидуальный шпиндель.
  • 13-дюймовые термостойкие тормозные диски и шестипоршневые суппорты Baer.
  • Пружины Eibach.
  • Требуются колеса диаметром 18 дюймов или больше.

* Gateway все еще дорабатывала пакеты во время печати, поэтому некоторые элементы могут измениться.

Задняя часть с тремя рычагами
Чтобы довести винтажную подвеску Mustang до максимума, GPS предлагает настройку задней части с тремя рычагами, которая устраняет заводские листовые рессоры и присущие им оси подскакивания при резком ускорении и перепрыгивании через железнодорожные пути и неровности . Благодаря сверхдлинному рычагу крутящего момента, амортизаторам с койловером и прочной конструкции, трехзвенная система GPS обеспечивает уверенность при прохождении поворотов на дороге или при выемке за пределы трассы на тормозной полосе. Пакет за 3500 долларов поставляется с 9-дюймовым задним корпусом; просто добавьте свою 9-дюймовую центральную секцию.Продольные рычаги с уретановой изоляцией предотвращают перекручивание оси.

Базовый трехзвенный комплект идеально сочетается с комплектом стоек GPS Super Stock GT. Пакеты с тремя звеньями также доступны с модернизированными амортизаторами, соответствующими комплектам Street Avenger, Street Performer, Street Extreme и Pro Front.

Обзор ходовой части »Блог о ноу-хау NAPA

С тех пор, как на сцене появился безлошадный экипаж, обслуживание ходовой части постоянно претерпевало радикальные изменения.Ходовую часть - или шасси - лучше всего описать как набор связанных частей рулевого управления и подвески, которые следует осматривать и обслуживать в полных системах. Существует несколько типов подвески и рулевых устройств. Несмотря на различный дизайн, каждый тип выполняет одну и ту же функцию.

Что такое подвеска?

Подвеска связывает кузов автомобиля с ходовой частью (шины, колеса, тормоза) и состоит из различных пружин, амортизаторов и соответствующего оборудования. Основная функция системы подвески - поддерживать вес автомобиля, поглощать удары и обеспечивать точку поворота для колес.Это позволяет автомобилю сохранять плавность хода и поворачивать, не теряя сцепления с дорогой.

Системы передней подвески

Основными типами систем передней подвески, используемых в легковых и легких грузовиках, являются обычные винтовые пружины, торсионная балка и системы стоек Макферсона. В большинстве полноразмерных американских автомобилей используется система цилиндрических пружин или торсионов. Система стоек широко используется в импортных автомобилях, а также в новых переднеприводных автомобилях и отечественных автомобилях меньшего размера.Функция каждой системы подвески одинакова - поддерживать транспортное средство на расчетной высоте, поддерживать правильное выравнивание колес, максимизировать контакт шин с дорожным покрытием и поглощать дорожные удары, передаваемые через шины. Однако метод, используемый для этого, различается для всех трех систем.

Система винтовых пружин: Вес автомобиля поддерживается винтовыми пружинами и регулируется жесткостью их пружин. Пружины могут быть установлены на нижнем или верхнем поперечном рычаге.Расположение пружины определяет, какой шаровой шарнир является несущей. В системах со спиральными пружинами несущий шаровой шарнир всегда находится на рычаге подвески, несущем пружину.

Торсионная система: поддерживает вес автомобиля за счет «скручивания» стержня. В этом случае торсионный стержень обычно управляется винтовой пружиной.

Системы стоек: Иностранные производители автомобилей первыми приняли на вооружение систему стоек MacPherson из-за ее компактной конструкции. С уменьшением габаритов отечественных автомобилей система стоек с некоторыми модификациями стала предпочтительной конструкцией подвески.

Система стойки MacPherson: Амортизатор, пластины цилиндрической пружины, цилиндрическая пружина и верхний шарнирный подшипник оси рулевого управления были объединены в узел стойки MacPherson. Вес автомобиля поддерживается вверху верхней пластиной пружины через цилиндрическую пружину и корпус стойки, а также кулаком в сборе внизу. Амортизатор гасит вибрации, а винтовая пружина регулирует отскок и высоту дорожного просвета. Винтовая пружина удерживается на месте нижней пластиной пружины, приваренной к корпусу стойки, и верхней пластиной, прикрепленной к корпусу болтами.Шаровая опора на нижнем рычаге управления является точкой поворота поворотного кулака. Поскольку груз транспортного средства перемещается через поворотный кулак к корпусу стойки, нижний шаровой шарнир изолирован от веса транспортного средства, что делает его следящим, а не несущим типом. Система стоек MacPherson особенно выгодна для автомобилей с передним приводом. Поскольку стойка установлена ​​поверх поворотного кулака, она обеспечивает доступ к области шпинделя для размещения карданного вала.

Модифицированная стойка: Используется в основном в автомобилях с задним приводом, она отличается от традиционной системы MacPherson, поскольку винтовая пружина не является внутренней частью корпуса стойки.В модифицированной стойке пружина расположена между нижним рычагом подвески и рамой автомобиля. Поскольку винтовая пружина опирается на нижний рычаг, нижний шаровой шарнир становится несущим. Стойка соединяется с поворотным кулаком внизу и прикручивается к цельному кузову вверху, что устраняет необходимость в верхнем рычаге управления.

Задняя подвеска

Независимая подвеска с листовой рессорой и винтовой пружиной является наиболее распространенной в современных автомобилях с задним приводом. Их цельная конструкция моста демонстрирует некоторые из тех же характеристик износа, что и системы переднего цельного моста.Но эффект не такой драматичный, так как задние колеса не поворачиваются. С тенденцией к использованию переднего привода независимая задняя подвеска становится все более заметной. Независимые задние подвески в течение некоторого времени предлагали улучшенные характеристики в автомобилях с задним приводом.

Система листовой рессоры: В этой системе отсутствуют рычаги управления. П-образные болты соединяют пружины с картером оси, а «скобы» соединяют пружину с рамой или цельным корпусом.

Система винтовых пружин: винтовые пружины устанавливаются на картер оси и раму на днище автомобиля.Движение вперед и назад контролируется продольными и поперечными рычагами.

Независимая задняя подвеска: Независимая задняя подвеска используется на автомобилях с задним мостом без сплошной оси. В этих узлах используются карданные шарниры на осях, чтобы обеспечить независимое вращение осей при перемещении подвески. Независимая задняя подвеска обеспечивает лучшее сцепление с дорогой, поскольку угол поворота колеса при отклонении практически не изменяется. Результат - лучшее ускорение и торможение и меньшее сопротивление качению при поворотах.

Независимая задняя подвеска в основном использует подвеску с винтовой пружиной, хотя стойки становятся все более популярными. Независимые задние подвески требуют дополнительного обслуживания и ремонта. Поскольку эти подвески независимы, каждая сторона должна быть совмещена с другой, а также с передними колесами. Это обеспечивает точное отслеживание, поддерживает надлежащий износ шин и снижает сопротивление качению.

Системы со спиральными пружинами

Винтовые пружины с обычными или постоянными скоростями доступны как для стандартных, так и для тяжелых условий эксплуатации.Винтовые пружины переменной скорости разработаны для удовлетворения требований обоих приложений.

Основы винтовой пружины. Винтовые пружины предназначены для поглощения дорожных ударов, а также для поддержки и удержания транспортного средства на расчетной высоте. Движение пружины контролируется действием амортизатора. Амортизатор фактически не поглощает удары, он просто гасит движение пружины. Амортизаторы не влияют на вес автомобиля и не влияют на высоту его дорожного просвета. Винтовые пружины оцениваются по жесткости пружины, измеряемой в фунтах на дюйм.Это общая нагрузка, распределенная по ходу от свободной высоты до нагруженной высоты винтовой пружины.

Винтовые пружины имеют двойное действие и должны реагировать как на толчок, так и на отскок движения подвески. Пружина и амортизатор вместе удерживают шины в контакте с дорожным покрытием, обеспечивая надлежащее сцепление, управляемость, эффективность и комфорт езды.

Типы винтовых пружин

Стандарт: качество и производительность оригинального оборудования. Стандартные типы восстанавливают правильную высоту автомобиля и геометрию подвески.Они обеспечивают хорошее рулевое управление и наводку фар. Они предотвращают шумы от ударов и ударов в передней подвеске при нормальных нагрузках. Они предназначены для перевозки легких грузов с номинальной грузоподъемностью автомобиля.

Heavy Duty: Разработана для обеспечения дополнительной грузоподъемности, необходимой для транспортных средств, которые часто перевозят тяжелые, чем стандартные, или средние нагрузки. Большинство пружин для тяжелых условий эксплуатации предлагают примерно на 25% большую жесткость пружины для аналогичного увеличения грузоподъемности. Для тяжело нагруженных транспортных средств управляемость, характеристики и внешний вид будут аналогичны транспортным средствам, перевозящим обычные грузы со стандартными цилиндрическими пружинами.Однако катушка для тяжелых условий эксплуатации может наилучшим образом работать только при дополнительной нагрузке. При более легких условиях нагрузки конструкция цилиндрической пружины для тяжелых условий эксплуатации будет обеспечивать немного более жесткую езду и не будет поглощать дорожные удары так же, как стандартная запасная пружина.

Переменная жесткость: жесткость пружины изменяется в зависимости от хода пружины, в отличие от обычных стандартных пружин и пружин для тяжелых условий эксплуатации.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *