Подвеска макферсон устройство фото
В чем особенность подвески МакФерсона?
Подвеска Макферсон была разработана в сороковых годах инженером Эрлом Стили Макферсоном, который трудился в компании Дженерал Мотор, отсюда и ее название. Но, данный тип подвески так и не вошел в серийное производство дешевых и легких автомобилей, как предполагалось. Впервые макферсон подвеска была использована в автомобилях Форд Ведет, которые выпускались конвейером с одна тысяча девятьсот сорок восьмого года. Следующими автомобилями, которые оснастили этим видом подвески, были Форд Зефир и Форд Консул.
Существует два предположения, базируясь на которых Макферсон создал свое детище:
- Считается, что подобный вариант подвески был разработан еще в начале двадцатого века инженером компании «Фиат» Гвидо Форнака. А МакФерсон создал свой тип, частично применив разработки предшественника;
- Модификация подвески с двумя рычагами. В место верхнего рычага с шаровой опорой и амортизатора с пружиной Макферсон использовал амортизирующую стойку, которая закрепляется поворотным шарниром на брызговике крыла. Таким образом, получилась конструктивно простая, и достаточно дешевая подвеска, которая впервые была применима к автомобилям марки «Форд» для европейского рынка.
В чем особенность?
Особенность подвески Макферсон в том, что она является независимой для каждого колеса. То есть, подвеска устанавливается отдельно на каждое колесо. В данном типе конструкции вместо двух поперечных рычагов применяется один, вместо второго поперечного рычага применяется амортизирующая стойка. В большинстве стойка собрана с пружиной. Крепление всей конструкции производится с помощью поворотного шарнира к крылу автомобиля.
Стойка очень редко устанавливается прямо. Очень часто в автомобилях можно наблюдать ее расположение под определенным углом. Этот выставленный угол имеет большое влияние на ходовые характеристики авто. Применяться эта подвеска может как для передних, так и для задних колес.
Устройство подвески
Макферсон создал действительно удивительную систему подвески, которая массово применяется в автомобилях. Из чего же состоит настолько практичная и популярная конструкция. Макферсон подвеска имеет следующую конструкцию:
- Подрамник – основной несущий элемент. Подрамником считается основа, к которой крепятся рулевой механизм, опора поперечного рычага и стабилизатор поперечной устойчивости. К кузову автомобиля данный элемент крепится с помощью механизма под названием сайлентблок. Опоры имеют резинометаллическое исполнение, таким образом уменьшается передача вибрации и шума на кузов авто. Креплением для поперечных рычагов являются резиновые втулки. Крепятся рычаги к подрамнику с обеих сторон. Благодаря двойному креплению конструкция получает максимальную жесткость. С другой стороны к рычагу прикрепляется устройство поворотного механизма – поворотный кулак.
- Поворотный кулак – последний элемент рулевого управления, обеспечивающий управление колесами автомобиля. Также он является основой, на которую запрессовывается ступица колеса. Крепится этот поворотный механизм непосредственно к рулевой тяге посредством шарнирного соединения. Расположение и крепление выглядит так: верхняя часть крепиться к амортизационной стойке, а нижняя соединяется с поперечным рычагом. К конструкции поворотного кулачка также имеются суппорт и подшипниковый узел.
- Стойка амортизационная. Это устройство объединяет в себе два элемента: пружину и амортизатор. Металлическая пружина, которая располагается равномерно по оси амортизатором, крепится к стойке авто. Для того, что бы изменять характеристики упругости пружины, возле нее устанавливается устройство под названием буфер сжатия. Крепится амортизационная стойка своей нижней частью поворотному кулачку, а верхняя ее часть с помощью резиновой втулки прикрепляется к брызговику крыла.
- Стабилизатор поперечной устойчивости. Этот механизм создает условия для возможности снижения боковых наклонов автомобиля. Он крепиться с помощью двух опор в подрамнике. К концам стабилизатора присоединяются амортизационные стойки с помощью специальных штанг, которые имеют шарнирные наконечники.
Достоинства и недостатки
Подвеска автомобиля, как и остальные механизмы, имеет свои преимущества и, соответственно, есть недостатки. Начнем с хорошего – рассмотрим преимущества.
- Имеет относительно небольшие габариты, от сюда небольшой вес. Благодаря своей компактности макферсон подвеска может использовать как для компактных, так и для субкомпактных автомобилей. А не тяжелый вес конструкции позволяет не утяжелять транспорт, таким образом, сохраняется уровень топливного расхода в разумных пределах;
- Макферсон подвеска способна выдержать большой вес конструкции;
- Надежность. Благодаря тому, что конструкция имеет не много элементов, количество соединительных мест от этого меньше, а значит и надежность выше;
- Макферсон подвеска позволяет уменьшить боковые и продольные силы, которые возникают в местах, где присуще крепление к кузову за счет большого расстояния высоты между опорными узлами;
- Минимальные затраты на производство. Сборка автомобиля, становится намного проще, так как подвеска собирается, как правило, на отдельном сборочном участке, и устанавливается в один приём;
- Применение подвески Макферсон позволяет поперечно поместить двигатель автомобиля с коробкой передач в пространстве под капотом;
- Элементы неподрессоренной области подвески имеют гораздо меньший вес;
- Конструктивная компактность относительно продольного и поперечного сечения;
- Большой ресурс элементов подвески: верхней опоры, шаровой шарнир и рычага. Возможность самостоятельного определения износа. Опора стоики имеет вид опорного подшипника качания, который обладает огромным ресурсом. Шаровая и рычаг так же имеют большой ресурс. Все по тому, что в данном типе подвески эти элементы не подвергаются негативному эффекту от движения авто по неровным участкам дорожного покрытия, за счет этого они долговечны. В случае, когда появляется неустойчивость автомобиля во время движения и к тому же, это сопровождается постукиванием — это значит, что проблемы с подвеской. И на это водитель всегда обратит внимание.
Учитывая массовое применение в автомобилях, макферсон подвеска имеет ряд недостатков:
- Кинематика. В случае большого хода подвески наклон колеса меняется относительно вертикальной плоскости, и чем больше ход подвески, тем больше пределы изменения наклона колеса. Существующие параметры для положительного наклона относительно вертикальной плоскости, меняются на отрицательные в случае сжатия подвески. А это в свою очередь приводит к ухудшению устойчивости и управлению автомобиля из-за недостаточной сцепки колес с покрытием дороги;
- От работы подвески происходит передача усилий на брызговик, о время движения автомобиля. Особенно это усиливается при езде на дорогах с плохой поверхностью. В результате происходит разрушение крепления стойки с брызговиком крыла. При этом происходит появление мелких трещин, что в дальнейшем способствует появлению коррозии. Поэтому, для сбережения всей системы, передвигаться автомобилем необходимо только на ровных поверхностях дороги, в противном случае уменьшается срок службы и износ произойдет намного раньше;
- Так как амортизационная стойка является одним из самых высоконагружаемых элементов подвески, через которую на систему автомобиля передаются все усилия и толчки, она очень часто может приходить в негодность. Очень частой причиной является езда по дороге с неровной поверхностью. Также может произойти поломка клапана стойки, который отвечает за систему амортизации. А, учитывая тот факт, что большая часть современных стоек представляют неразборную конструкции, то менять ее придется полностью (в сборе). Неисправная работа подвески, как правило, приводит к изменению геометрии кузова автомобиля, которую не так уж просто исправить;
- Слабая компенсация продольного крана во время движения автомобиля;
- Работа подвески ухудшается в результате трения штока с направляющей;
- Макферсон подвеска, к тому же является очень шумной во время работы. Поэтому необходимо использовать дополнительный слой шумоизоляции колесных арок авто.
Что же, подводя итог можно подчеркнуть, что макферсон подвеска применяется далеко не для каждого автомобиля. Из-за некоторых негативных показателей производители автомобилей класса люкс отказываются от использования подвески Макферсон, продолжая устанавливать подвеску на двух рычагах.
Так же запрещено применять ее для легких грузовиков. Макферсон подвеска – это отличное цена-качество для легковых автомобилей среднего класса и кроссоверов.
Видео «Стяжка пружин Макферсона с пневмоприводом»
На записи показано, как проходит процесс стяжки пружин Макферсона.
MineAvto.ru
"МакФерсон" (подвеска): устройство, схема :
Система "МакФерсон" - подвеска, часто применяемая на автомобилях серийного выпуска бюджетной категории. При этом механизм никогда не используется при создании дорогих моделей, а также спортивных и гоночных машин.
"МакФерсон" - подвеска конструктивно простая, хоть и состоит из множества мелких деталей, взаимосвязанных друг с другом. Принцип действия основан на движении амортизационной стойки в вертикальной плоскости. В обиходе подвеска МакФерсона называется "качающаяся свеча".
Немного истории
Механизм получил свое название по имени инженера Эрла МакФерсона, работавшего на одном из предприятий "Форда". Политика фирмы в то время ориентировалась на удешевление деталей, узлов и агрегатов, из которых собирались автомобили. Инженер МакФерсон, подвеска которого обещала стать прорывом в области экономии средств, для начала установил свое изобретение на малолитражку "Форд Ведет", а затем, после успешных испытаний, еще на две модели: "Форд Зефир" и "Форд Консул" 1950 и 1951 годов выпуска соответственно. Все эти машины выпускались крупными партиями, поэтому экономия материалов и затрат на сборку вырисовывалась существенная.
Конструктивные особенности
После того как МакФерсон заменил обычные верхние рычаги с шаровыми опорами на амортизационные стойки с шарниром на конце, он получил компактную и сравнительно недорогую конструкцию с упрощенной кинематикой. Единственным сомнительным моментом в работе нового механизма было колебание колеса в плоскости развала. Однако амплитуда была небольшой и проблемы не составила, кроме того, резина стала изнашиваться более равномерно.
Изобретатель и ограничения
Инженер МакФерсон, подвеска которого сразу была запущена в производство, поставил перед собой задачу по дальнейшему ее удешевлению. Однако ему пришлось столкнуться с факторами, которые не позволяли применять дешевые материалы. Элементарные расчеты прочностных характеристик заставляли использовать высококачественный металл. Существовал порог запаса прочности деталей ходовой части автомобиля, превышение которого не допускалось. В дальнейшем подвеска МакФерсона производилась по избыточным технологиям, обеспечивающим достаточный коэффициент надежности всего механизма.
Различия
Принципиальное отличие нового изобретения от предыдущей схемы заключалось в переносе шаровой опоры в крайнюю верхнюю точку амортизационной стойки. Шарнир при этом был изменен, опора превратилась в шариковый подшипник радиальной конструкции. Теперь вся нагрузка приходилась на верхушку амортизационной стойки. Штампованный брызговик моторного отсека из тонкого металла, на котором крепился узел, уже не отвечал задачам, и его пришлось усилить в несколько раз.
После всех усовершенствований подвеска "МакФерсон", схема которой представлялась упрощенной, по своим параметрам стала полностью соответствовать требованиям безопасности.
Массовое применение изобретения МакФерсона началось в семидесятых годах прошлого столетия, когда удалось создать телескопическую стойку нового образца с достаточным ресурсом. Подвеска МакФерсона стала технологичной и малозатратной в изготовлении, что позволило использовать механизм в производстве легковых автомобилей малого и среднего класса.
Нереализованные возможности
С 1982 года появилась тенденция использования подвески на автомобилях более дорогих и престижных. "Опель Сенатор", "Ауди 100", "Мерседес 124" и практически весь модельный ряд легковых БМВ стали оснащать устройством "МакФерсон". В течение нескольких лет такое решение себя оправдывало. Однако на определенном этапе подвеска независимая МакФерсона стала отставать по своим техническим характеристикам от развития автомобильного производства в целом и уже не подходила для дорогих моделей, которые требовали более качественной кинематики и плавности хода. Кроме того, машины бизнес-класса по своим характеристикам не нуждались в дешевых деталях в принципе.
В итоге подвеска "МакФерсон", устройство которой в целом соответствовало своему прямому назначению, стала применяться в производстве автомобилей эконом-класса, выпускаемых в огромном количестве по всему миру. Принцип действия агрегата позволял совершенствовать конструкцию и делать ее все более технологичной и удобной для сборочного процесса.
Устройство
Передняя подвеска МакФерсона состоит из нижнего продольного рычага, который крепится на подрамник и обеспечивает функцинирование основной конструкции. Амплитуда раскачивания механизма достаточно широкая, с запасом хода. Нижний поперечный рычаг является несущим, к нему на шарнире подсоединяется непосредственно телескопическая стойка, так называемая свеча.
В верхней части стойки, в зоне ее утолщения, на специальных кронштейнах монтируется верхний рычаг. Поворотная стойка соединяется с конструкцией посредством сайлент-блоков. Все детали расположены таким образом, что у переднеприводной машины полуось с шарниром ШРУС на конце беспрепятственно проходит к ступице колеса. Нижние поперечные рычаги соединяются штангой стабилизатора, подавляющей раскачку автомобиля и его выравнивание.
Инженер МакФерсон пробовал применить разработанную им подвеску на задних колесах и даже установил ее на модель "Шевроле Кадет", однако конструкция не выдержала нагрузок, и машину пришлось вернуть в прежнее состояние с размещением заднего моста на рессорах. Это произошло в 1955 году, и с тех пор попыток больше не было.
Доработка
Задняя подвеска МакФерсона как основа для технической разработки была использована в 1957-м еще одним инженером - Колином Чепменом, сотрудником фирмы "Лотос". Он установил агрегат на автомобиль "Лотос Элита" и существенно его доработал, максимально расширив параметры рычажной системы. Прочность подвески возросла, и она заработала в полную силу. Однако ведущие производители скептически отнеслись к новинке Чепмена. Некоторые отметили, что конструкция больше подходит для детских автомобилей, так как переплетения ее рычагов выглядят неосновательно.
Преимущества устройства
Рассмотрим плюсы:
- независимая подвеска МакФерсона обходится недорого при условии ее заблаговременной сборки из готовых деталей на отдельном участке и последующей установки на автомобиль;
- компактные характеристики, позволяющие устанавливать в моторном отсеке двигатели с поперечным расположением;
- значительное расстояние между основными узлами, способствующее минимизации инерционных сил;
- потенциал в совершенствовании конструкции;
- выработка шарнирных соединений сразу же проявляется и становится заметной из-за постукивания на неровной дороге.
Недостатки
Минусы заключаются в следующем:
- слабые кинематические параметры, склонность переднего колеса к изменению угла наклона в вертикальной плоскости, иногда в существенных пределах;
- постепенное растрескивание гнезда брызговика, в посадочном месте опорного подшипника амортизационной стойки и, как следствие, появление коррозии;
- при экспуатации на дорогах с некачественным покрытием рабочий ресурс подвески МакФерсона резко снижается;
- ремонт устройства, как текущий, так и капитальный, обходится дорого, поскольку это связано с очень сложной системой сборки-разборки узлов;
- отсутствие компенсации при продольных кренах автомобиля, возвратные откаты практически отсутствуют;
- по причине конструктивной механической субтильности подвеска "МакФерсон" никогда не используется в спортивных моделях и гоночных болидах;
- рамные автомобили не могут нести подвеску типа "МакФерсон", так как нет возможности совместить ее верхние кронштейны с базой - слишком высоко;
- подвеска не совмещается с гидропневматикой ходовой части большинства моделей классов С и Е;
- задняя подвеска не выдерживает продольных напряжений, особенно в режиме экстренного торможения.
www.syl.ru
Просто и эффективно: принцип работы подвески Макферсон
В довоенном автопроме использовалось множество вариантов конструкций ходовой части, каждый из которых имел свои немаловажные преимущества и недостатки. Все эти схемы объединял один значительный минус — большая сложность производства и немалая стоимость при использовании на крупносерийных автомобилях. Появившаяся в конце 40-х годов подвеска Макферсон решила эту проблему, став наиболее дешёвым вариантом ходовой части. Однако это не означало, что управляемость или комфортабельность автомобилей резко ухудшилась. Подвеска Макферсон имеет как некоторые недостатки, так и ряд важнейших преимуществ.
Подвеска Макферсон
Теоретическая часть
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.
Современные модификации
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.
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.
Преимущества
Подвеска типа Макферсон не зря получила столь большое распространение. Она обходится дешевле в производстве в сравнении с другими схемами, что положительным образом сказывается на розничной цене автомобилей. Кроме того, подвеска Макферсон намного проще обслуживается и ремонтируется, что также является существенным плюсом для автолюбителей.
Подвеска Макферсон занимает намного меньше места внутри подкапотного пространства, что позволяет освободить пространство для силового агрегата, улучшив его охлаждение. Эта особенность открывает перед инженерами простор для творчества, который позволяет сделать автомобиль ещё более совершенным. Кроме того, преимуществами подвески Макферсон являются:
- Меньшая сила ударов, передаваемых на кузов. Это достигается благодаря снижению неподрессоренных масс;
- Снижение нагрузок на кузов благодаря увеличению расстояния между опорными точками;
- Возможность лёгкой регулировки установочных углов;
- Малый износ верхней части сборной стойки и подшипника качения.
Недостатки
Если внимательно рассмотреть устройство подвески Макферсон, можно понять, что наиболее слабым местом такой ходовой части является точка крепления к кузову. Усилитель переднего крыла не является наиболее прочной частью автомобиля, поэтому при частых сильных колебаниях на нём появляются трещины и следы поражения коррозией. Если же повышать его прочность, теряется преимущество сниженного веса автомобиля и большего объёма подкапотного пространства.
Кроме того, при сильном сжатии подвески Макферсон могут наблюдаться большие отклонения угла развала. Поэтому её ходы искусственно ограничивают, что делает возможным использование такой схемы только на хороших дорогах. Отрицательно влияет на эффективность работы подвески Макферсон трение, которое возникает между штоком и стойкой — за счёт этого при быстрых перемещениях ходовая часть поглощает только часть энергии удара.
Несмотря на низкую стоимость и лёгкость ремонта, подвеска Макферсон иногда бывает дорогой в обслуживании. Поскольку большая часть нагрузок приходится на единственную амортизаторную стойку, все её компоненты подвержены быстрому износу. Производители рекомендуют менять все части подвески в сборе, поскольку при выходе из строя одного предсказать величину остаточного ресурса остальных достаточно сложно. Соответственно, при замене стойки в сборе уровень расходов значительно повышается по сравнению с обслуживанием подвески на двух качающихся рычагах.
Будущее или прошлое?
В момент своего появления подвеска Макферсон считалась ходовой частью будущего — на неё возлагали огромные надежды инженеры и собственники крупных корпораций. Сейчас она находится на пике популярности, хотя производители крупных дорогих автомобилей постепенно отказываются от неё. Даже в компактном сегменте идут активные эксперименты с торсионами и другими эластичными компонентами. Поэтому подвеска Макферсон вскоре может потерять своё былое распространение, уступив место столь же простой и дешёвой, но более надёжной и функциональной схеме. Однако свою функцию она выполнила безупречно, подарив миру сотни моделей недорогих комфортабельных машин с неплохой управляемостью.
- ВКонтакте
- на сайте
CarsBiz.ru
Подвеска Макферсон: устройство и принцип работы
Одним из самых важных элементов, обеспечивающих работу автомобиля, является подвеска. Этот механизм обуславливает комфортное передвижение водителя и пассажиров по различным участкам дороги. Эта система способна обеспечить как комфортное передвижение, так и наоборот, почувствовать все прелести российских дорог. Не секрет, что чем лучше подвеска, установленная в вашем автомобиле, тем «мягче» и приятнее будет дорога. В этом разделе мы узнаем всё, что касается устройства и принципа работы «качающейся свечки», подвеска Мак-Ферсон представит свои существенные плюсы и имеющиеся недостатки.
Как всё начиналось
Всего пятьдесят лет назад эта подвеска являлась неотъемлемой частью большинства заграничных авто, стоит отметить, что её использовали даже в машинах, принадлежащих высшему классу (чего только стоит Ауди-100 или Мерседес-124). Однако со временем крупносерийное производство было приостановлено, производителем были выявлены серьёзные недостатки в системе, требующие реконструкции конструктивной схемы.
Это устройство довольно просто, в нём невозможно найти что-то лишнее, тем более работает оно очень эффективно. Бесперебойно работающая по несколько десятилетий состоятельная двухрычажная подвеска приходилась по нраву не только производителям, но и потребителям авто. Если не вдаваться в подробности, то из основных элементов стандартной независимой подвески стоит отметить поворотный кулак, оснащённый колёсной ступицей, верхнее и нижнее разноплечие рычага, а также амортизатор с пружиной.
Устройство двухрычажной подвески
В нижеприведённом списке перечислены все основные детали, из которых состоит подвеска Мак-Ферсон. Стоит отметить, что это устройство обладает одной из наиболее известных схем. Однако в практике зачастую используются другие её виды, отличающиеся между собой некоторыми деталями.
Схема этой подвески состоит из:
- штока с гайкой;
- шаровой опоры со ступицей;
- специального кожуха для защиты;
- 2 рычагов, соответственно нижнего и поворотного;
- чашки для опоры;
- телескопической стойки и чехла;
- болта, оснащённого эксцентриком;
- поворотного кулака;
- вала привода переднего колена;
- внешнего шарнира вала и защитного чехла для шарнира;
- опоры, отвечающей за буфер сжатия;
- пружины;
- тормозного диска.
Принцип работы
Если рассматривать работу этого устройства в более обобщённом виде, то выглядит она так: проезжающее по дорожным неровностям автомобильное колесо плавно стремится вверх, затем последовательно движется обратно. Не стоит оставлять без внимания появляющуюся в этот момент нагрузку, переходящую на сжимающуюся или распрямляющуюся пружину. В это же время работает телескопическая стойка, которая либо удлиняется, либо, наоборот, сокращается.
Некоторая составляющая нагрузки переходит на корпус, из-за чего пружина в автомобиле постепенно выпрямляется, приобретая изначальную форму, в результате чего удлиняется стойка. Появившиеся колебания притупляются внутренним амортизатором, благодаря чему практически исчезают перемещения корпуса автомобиля вверх и вниз относительно земной поверхности. На поворотах стойка, работающая в составе с кулаком и колесом на ступице, меняет движение и поворачивается, что способствует изменению направления движения автомобиля.
Подвеска типа Мак-Ферсон чаще всего устанавливается в машинах с ведущей передней осью, где двигатель располагается перпендикулярно ходу. С одной стороны, такая конструкция во многом превосходит стандартную двухрычажную компоновочную систему, а с другой — во многом ей уступает.
Достоинства и недостатки
Любой, даже самый совершенный, механизм обладает как достоинствами, так и недостатками. Это правило полностью подходит к подвеске, созданной Мак-Ферсоном. Инженеры, выбравшие такой тип узла, всегда идут на компромисс между незначительными размерами устройства, его техническими характеристиками и кинематическими свойствами.
Преимущества системы
Привлекательными плюсами независимой подвески являются:
- простейшее устройство системы;
- доказанная надёжность;
- относительно небольшая цена;
- маленький вес и незначительные габариты;
- полная ремонтоспособность;
- простота диагностики при возникновении неисправностей в шарнирных соединениях.
Недостатки и сложности
С такими преимуществами любые недостатки кажутся мелочью, однако именно они противостоят возможности использования этого устройства в спортивных машинах, а также авто бизнес-класса. К минусам подвески типа МакФерсон можно отнести:
- устройство, ухудшающее кинематику. Эта двухрычажная подвеска не может работать, как её аналоги, на продольных или поперечных двойных рычагах, ввиду чего усложняется управляемость и ухудшается устойчивость авто;
- основная часть нагрузки от системы направлена на брызговик мотора, из-за чего его необходимо укреплять. Кроме того, со временем эксплуатации, особенно на неровных поверхностях, моторный отсек способен постепенно разрушаться;
- стойку (амортизатор, на который ложатся нагрузки, выводит из работоспособного положения клапан), что влечёт постепенное расхождение всей опорной площадки. Ремонт таких деталей не может обойтись без специального оборудования;
- излишний шум от подвески, а также определённые сложности для создания покрытия для звукоизоляции;
- чувствительное раскачивание машины, возникающее во время торможения;
- значительный диаметр штока стойки, из-за которого в амортизаторе увеличивается трение.
Заключение
С развитием автомобилей расширилось пространство под капотом, оно увеличилось практически вдвое, что обусловило возможность совместной установки поперечных двигателей, коробки и навесного оборудования. Наиболее приспособленные модели вмещают ещё запаску, или даже ящик с необходимыми инструментами. Стоит отметить, что стандартную стойку Мак-Ферсона, оснащённую связанной воедино пружиной с амортизатором, не так просто разобрать. Для этого придётся использовать довольно дорогое устройство, специализирующееся на разборке стоек. Однако сколько бы ни возникало нюансов со стандартным макферсоном, его наличие в автомобилях неизбежно, это не зависит даже от цены «железной лошадки». В своё время даже в Porsche 911 устанавливалась эта стойка, её компенсировал торсионный упругий элемент. Прогресс никогда не останавливается на достигнутом, поэтому неизвестно что нам ещё может преподнести такая неустойчивая, на первый взгляд, качающаяся свечка…
CarExtra.ru
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 автомобиляВ 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.
autoleek.ru
Независимая подвеска инженера Эрла МакФерсона
Независимая подвеска позволяет каждому колесу автомобиля изменять свое положение в пространстве при наезде на препятствия вне зависимости от остальных. Этим значительно повышается комфорт передвижения и улучшается управляемость. Наиболее простое устройство имеет передняя подвеска МакФерсон. Она известна также как подвеска на направляющих стойках или «качающаяся свеча».
Немного истории, появление независимой подвески
Автором данной конструкции является американский инженер Эрл Стили МакФерсон. Его именем и названо изобретение. Схема независимой подвески была разработана им в конце сороковых годах. Первым серийным автомобилем, в котором нашло применение такое техническое решение, как подвеска МакФерсон, был Форд Ведетт образца 1948 года. Следующими были Форд Зефир и Форд Консул. Конечно, МакФерсон разрабатывал свой вариант независимой подвески не с нуля. Попытки создать аналогичные варианты предпринимались и раньше. В своих изысканиях американец опирался на результаты трудов сотрудника компании Фиат Гвидо Форнака, чьим творением была подвеска на двух поперечных рычагах.
МакФерсон заменил верхний рычаг с шаровой опорой и размещенным над ним амортизационным блоком на амортизационную стойку с поворотным шарниром, закрепленным на брызговике крыла. В результате получилась компактная, простая и дешевая конструкция, нашедшая свое применение во множестве легковых автомобилей бюджетного сегмента.
Массово независимая подвеска данного типа стала использоваться в автоиндустрии в семидесятые годы. К этому времени начали производить амортизационные стойки с большим ресурсом. Американский инженер разрабатывал подвеску для применения и на передних, и на задних колесах, однако сзади для снижения затрат на производство автопроизводители предпочитали использовать зависимую подвеску с ведущим мостом на продольных рессорах.
Впервые подвеска данного типа для задних колес была применена в 1957 году на автомобиле Лотус Элит. Автором разработки был Колин Чепмен – инженер Лотуса. Данная схема нередко называется «подвеска Чепмена», хотя название «задняя подвеска МакФерсон» также допустимо.
Устройство подвески Макферсон
Передняя подвеска Макферсон состоит из следующих основных элементов:
- подрамника (несущий элемент конструкции, крепится к кузову сайлентблоками);
- поперечного рычага (необходим для придания заданной жесткости в продольном направлении, крепится с одной стороны к подрамнику, с другой – к поворотному кулаку при помощи шаровой опоры);
- поворотного кулака (поворачивает колесо посредством шарнирного соединения с рулевой тягой, сверху сочленяется с амортизационной стойкой);
- амортизационной стойки (она служит для гашения вертикальных колебаний, состоит из пружины и амортизатора, верхней частью крепится в брызговику переднего крыла через резиновую втулку);
- стабилизатора поперечной устойчивости (служит для уменьшения кренов автомобиля в поворотах, устанавливается в подрамнике, с его концами шарнирами соединяются амортизационные стойки).
Достоинства и недостатки независимой подвески
К неоспоримым достоинствам независимой подвески данного типа можно отнести следующее:
- простое устройство;
- высокую надежность;
- низкую стоимость;
- компактность и малый вес;
- высокую ремонтопригодность;
- легкость диагностики неисправности шарнирных соединений (при езде по мелким неровностям проявляется дробный стук, а на высоких скоростях машина плохо держит дорогу).
Несмотря на все преимущества, независимая подвеска МакФерсон имеет и ряд недостатков, из-за которых ее не применяют на спортивных машинах и автомобилях высокого класса, а именно:
- худшая кинематика по сравнению с подвесками на двойных продольных или поперечных рычагах, чему виной ее устройство (при больших ходах подвески развал колес значительно меняется и тем больше, чем больше ходы);
- необходимость в усилении брызговика крыла, поскольку в месте крепления амортизационной стойки появляются усталостные трещины и начинается коррозия;
- невысокая долговечность при езде по плохим дорогам в сравнении с другими типами подвесок (при частой работе «на пробой» стойки быстро выходят из строя);
- худшая компенсация «клевка» носом автомобиля при торможении в сравнении с подвеской на двойных рычагах; невозможность хорошей шумоизоляции колесных арок.
ZnanieAvto.ru