Avto505.ru

Авто 505
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подвеска типа макферсон что это

Что такое подвеска МакФерсон?

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.

Содержание

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

Во многом аналогичные подвески разрабатывались и ранее, вплоть до самого начала XX века, в частности, очень похожий тип был разработан инженером фирмы «Фиат» Guido Fornaca в середине двадцатых годов — считается, что МакФерсон частично воспользовался его разработками [4] .

Непосредственный предок этого типа подвески — разновидность передней подвески на двух поперечных рычагах неравной длины, в которой пружина в едином блоке с амортизатором была вынесена в пространство над верхним рычагом. Это делало подвеску более компактной, и позволяло на переднеприводном автомобиле пропустить между рычагами полуось с шарниром.

Заменив верхний рычаг с шаровой опорой и расположенной над ним блоком амортизатора и пружины на амортизаторную стойку с закреплённым на брызговике крыла поворотным шарниром, МакФерсон получил компактную, конструктивно простую и дешёвую подвеску, названную его именем, которая вскоре была применена на многих моделях компании «Форд» европейского рынка.

В оригинальном варианте такой подвески шаровой шарнир располагался на продолжении оси амортизаторной стойки, таким образом ось амортизаторной стойки была и осью поворота колеса. Позднее, например на Audi 80 и Volkswagen Passat первых поколений, шаровой шарнир стали смещать наружу к колесу, что позволяло получить меньшие, и даже отрицательные значения плеча обкатки. [1]

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

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

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

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

Подвеска МакФерсон

Сегодня очередная статья в рубрике «что такое в автомобиле», предлагаю вам рассмотреть — подвеску МакФерсон. Что это такое, как она работает, и почему подвеска такого типа, получила такое огромное распространение в автомобилестроении. Читайте дальше……

Подвеска МакФерсон (англ. MacPherson), или подвеска Мак-Ферсона или подвеска на направляющих стойках (известная также как качающаяся свеча) – новый тип автомобильной подвески, пришедшей на смену подвески на двойных поперечных рычагах, основной элемент которой является амортизаторная стойка.

Была разработана в 40-50 годах, прошлого века, инженером Эрлом Стили МакФерсоном, который работал тогда в подразделении GM (General Motors). Задача Макферсона, была улучшить и унифицировать переднюю подвеску автомобилей. Впервые, такой тип подвески, была установлена на Chevrolet Cadet на американском рынке, затем в 1948 году на Ford Vedette, именно эти автомобили являются первыми, которые успешно применили изобретение МакФерсона.

Надо отметить, что подвеска МакФерсона, была не новейшей разработкой. В середине 20 века много производителей бились над новым типом подвески, в частности очень похожей конструкцией была подвеска фирмы Fiat, которая была изобретена инженером Guido Fornaca. Бытует мнение, что Эрл МакФерсон, усовершенствовал эту подвеску и выдал за свой продукт, но это не совсем так. Подвеска Fornaca была далека от идеала, МакФерсон, переделывает верхний рычаг с шаровой опорой и расположенным над ней блоком амортизатора и пружины, на амортизаторную стойку с закрепленным на брызговике крыла поворотным шарниром. В итоге МакФерсон получил компактную конструктивно простую и дешевую подвеску, которая получила его имя.

Читать еще:  При скольки градусов замерзает вода в радиаторе

Широкое распространение, получила, сначала на полноприводных, а затем и на переднеприводных автомобилях. Подкапотный отсек переднеприводного автомобиля имеет мало места, потому как очень много узлов находится впереди (двигатель и коробка передач). Изобретение МакФерсона со своей простой и компактной конструкцией явилась просто находкой. Такая подвеска не только имеет компактный размер, но и имеет большой ход при большой нагрузке, также «пробои» при работе случаются гораздо реже.

Схема работы и крепления подвески МакФерсона

Подрамник это несущий элемент подвески, который крепится при помощи резиновых элементов с металлическими вставками, которое называются сайлентблоки. Резиновые элементы в конструкции призваны снизить лишнюю вибрацию и шум. Далее на подрамник крепятся поперечные рычаги (правое и левое колесо), каждый соединен с подрамником в двух местах, при помощи резиновых втулок. Двойное крепление, обеспечивает необходимую жесткость в продольном, направление хода. Нижняя часть через шаровую опору присоединена к поворотному кулаку. Поворотный кулак через шаровую опору соединен с рулевой тягой. Верхняя часть поворотного кулака закреплена на амортизаторной стойке, причем соединение зажимное круглое, то есть стойка проходит в крепление и зажимается двумя болтами. Поворотный кулак имеет подшипниковый узел (ступица) и систему тормозов. Сама амортизаторная стойка объединяет пружину и амортизатор. Амортизатор проходит через пружину и имеет одну ось с ней. Надо отметить, что пружина закреплена на стойке и имеет нижний предел, он же буфер сжатия – металлическая пластина, которая ограничивает разжатие пружины. Стойка находится между верхнем креплением и нижним. Вверху крепится к резиново-металлическому подшипнику (опорный подшипник), который крепится к кузову автомобиля, внизу крепится к поворотному кулаку. Также подвеска МакФерсона имеет боковые стойки стабилизатора , которые призваны уменьшить боковые и продольные крены.

Схема передней подвески Макферсона в сборе

Плюсы и минусы

Плюсы подвески

1) Низкие затраты на изготовление

2) Занимает мало места

4) Высокая надежность

5) Выдерживает большие веста конструкции

6) Редкие пробои

7) Легко ремонтируется, меняется

Минусы подвески

1) Требует усиленную конструкцию кузова в месте крепления

2) Сложно изолировать от шумов дорожного покрытия

3) Большие ходы подвески по сравнению с подвесками других типов

Сейчас небольшое видео работы подвески, пусть схематичное но основные элементы понять можно.

Видео подвески

На этом все, надеюсь, немного стало понятно.

(7 голосов, средний: 4,71 из 5)

Плюсы и минусы подвески McPherson

p, blockquote 30,0,0,0,0 —>

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

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

Основные достоинства

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

p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

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

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

p, blockquote 33,0,0,1,0 —>

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

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

Недостатки

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

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

  • Некоторое ухудшение кинематики особенно при значительных ходах элементов относительно кузова. При этом происходит изменение нормального положительного развала на отрицательный. Управляемость и устойчивость машины в таком случае ухудшается.
  • Основная нагрузка от работы подвески приходится на брызговик моторного отсека, который приходится укреплять. Длительная эксплуатация на плохих дорогах может привести к его постепенному разрушению.
  • Телескопическая стойка – амортизатор подвергается большим нагрузкам, что при длительных поездках по плохим дорогам приводить к выходу из строя нижнего клапана. Это, в свою очередь, влечет за собой повреждение опорной площадки на кузове, устранение которых требует специального оборудования при дорогостоящем ремонте.
  • Высокая шумность подвески и сложности в нанесении звукоизолирующих покрытий.
  • Сильное продольное раскачивание кузова автомобиля, которое возникает при торможении. Клевок плохо компенсируется подвеской, а в силу особенностей расположения поперечных рычагов он даже несколько усиливается.
  • Большой диаметр штока стойки амортизатора вызывает соответствующее увеличение трения. Дополнительные усилия необходимые для преодоления сопротивления вызывает ухудшение реакции подвески на неровности дороги.
Читать еще:  Начинающий водитель ограничения в пдд 2017

adsp-pro-2 —>

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

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

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

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

Главной особенностью стало использование единой конструкции, интегрирующей в себе все три составляющие подвесочного узла – упругий элемент, демпфер и направляющий аппарат. Всё это объединилось в виде единой стойки, которую надо было лишь закрепить сверху к кузову и снизу к единственному треугольному рычагу. При работе угол оси стойки изменялся, поэтому её иногда называют качающейся свечой.

Базовый конструкционный элемент стойки представляет собой увеличенный и упрочнённый корпус телескопического амортизатора с закреплёнными на нём поворотным рычагом, нижним упором пружины и кронштейном для крепления болтами к поворотному кулаку. Выходящий сверху из амортизатора шток резьбовым наконечником с гайкой подсоединялся к верхней опоре стойки. Пружина охватывала корпус снаружи.

Верхняя опора выполняла несколько функций:

  • крепление стойки подвески в верхней точке к кузову через силовой стакан над лонжероном;
  • амортизация приходящих через пружину и шток вибраций и мелких ударов посредством резиновой вставки в шарнир опоры;
  • упор для верхнего витка цилиндрической или бочкообразной пружины, нижним концом упирающейся в корпус амортизатора, оба витка лежат на поглощающих эластичных подушках;
  • поворот штока и пружины под действием рулевого управления благодаря наличию упорного подшипника качения:
  • наличие плоскости для работы упругого отбойника, надетого на шток амортизатора.

Снизу стойка через поворотный кулак крепилась к рычагу с помощью нижней шаровой опоры. Так обеспечивается свобода рабочих ходов подвески и возможность поворота управляемых колёс. Рычаг крепится к кузову или подрамнику через резинометаллические сайлентблоки.

Подвеска, как и многие другие, дополняется стабилизатором поперечной устойчивости, подсоединённым через стойки с шаровыми наконечниками или резиновыми втулками.

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

На самом деле, предшествовавшие «макферсону» подвески с направляющими стойками (но без нижнего рычага) применялись и намного ранее, вплоть до самого конца XIX века, а в середине двадцатых годов XX века инженером фирмы «Фиат» Guido Fornaca был разработан тип подвески с рычагом и направляющей стойкой, очень похожий на «макферсон» — считается, что Макферсон частично воспользовался его разработками [4] .

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

Заменив верхний рычаг с шаровой опорой и расположенными над ним амортизатором и пружиной на задающую траекторию движения колеса амортизаторную стойку с закреплённым на брызговике крыла поворотным шарниром, Макферсон получил названную его именем компактную, конструктивно простую и дешёвую подвеску с кинематикой, в несколько упрощённом виде повторяющей подвеску на двойных поперечных рычагах. Вскоре она была применена на многих моделях компании «Форд» европейского рынка.

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

Читать еще:  Как снять замок зажигания на акценте

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

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

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

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

Устройство подвески макферсон

Во главе угла стоит амортизационная стойка, именно она является основным конструктивным элементом подвески, за счет которой было упрощено устройство всего агрегата. Подвеска МакФерсон состоит из уже упомянутой амортизационной стойки с витой пружиной, которая сочлена шарниром в верхнем конце с брызговиком, нижнего поперечного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости, поворотного кулака и рулевой тяги.

Преимущества и недостатки подвески МакФерсон

На данный момент подвеска МакФерсон является самой массовой в автомобильном мире. Но у этой конструкции есть как плюсы так и минусы. Начнем с плюсов:

  • Компактность
  • Дешевизна изготовления
  • Малая масса неподрессоренных элементов
  • Высокая надежность
  • Ремонтопригодность

Недостатки подвески MacPherson:

  • Большие ходы подвески, что негативно сказывается на управляемости
  • Низкий уровень изоляции шумов, исходящих от дорожного покрытия
  • Худшая компенсация продольного крена.

Именно из-за своих недостатков, некоторые производители люксовых автомобилей не используют подвеску МакФерсон. Но зато в более массовых машинах данный тип подвески встречается наиболее часто, как и торсионная подвеска.

Это была очередная статья для рубрики «Статьи», в которой рассказывается много полезной и нужной информации из мира автомобилей. Заходите к нам на сайт чаще!

Принципы

Подвеска макферсон представляет из себя упрощенный вариант двухрычажной подвески, только без верхнего рычага:
• нижний поперечный рычаг связывает подрамник и поворотный кулак;
• направляющая вертикальная стойка, совмещающая функции гасящего и упругого элемента, от поворотного кулака упирается в верхнюю часть крыла автомобиля изнутри, в поворотный шарнир. (Существуют модификации, когда упругий и гасящий элементы разделены.)
• стабилизатор поперечной устойчивости служит второй связью рычага с подрамником;
• все соединения осуществляются ч/з сайлентблоки .
В результате удалось добиться упрощения конструкции, и значительного ее удешевления. Получается, производитель выиграл, а что с того потребителю? А потребителю досталась надежная, удобная в обслуживании конструкция.

А вот многорычажка простотой похвастаться не может: в узле, кроме стойки и пружины, применяется несколько рычагов – от 4-х, если считать поперечные и продольные, и это на каждой стороне! Отсюда и дороговизна ремонта, и требования к квалификации сервисного персонала.

Недостатки подвески McPherson.

Ну, а в качестве заключения перечислю основные недостатки рассматриваемой нами подвески. Во-первых, большой ход подвески плохо сказывается на устойчивости авто. Во-вторых, брызговик крыла — не самая крепкая часть кузова автомобиля: с годами эксплуатации нагрузка от подвески на данный элемент кузова приводит к ее деформациям и изменению геометрии кузова, что в сою очередь опять идет не в пользу устойчивости и безопасности.

В остальном МакФерсон отличает худшая устойчивость к боковому крену, необходимость устройства борьбы с дорожным шумом, который подвеска передает на кузов. Как вы понимаете, все эти минусы совершенно не вяжутся с современным комфортным автомобилем, а значит – скоро данной системе совсем не останется места в нашем автомобильном мире.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector