У каких машин подвеска макферсон

Подвеска Макферсон

Нет лучшего устройства, чем подвеска Макферсон. Она является самой распространенной из всех известных. Какова схема ее строения? Какие у нее минусы и плюсы? Обо всем этом можно будет прочитать в данной статье.

Положительные и отрицательные моменты

Самым главным в данном устройстве можно назвать стойку, которая играет роль амортизатора. Ее еще называют качающейся свечой. Обычно она применяется только в качестве передней подвески, но есть исключения. Благодаря ей движок и коробка передач могут расположиться под капотом в удобном месте. В переднеприводных машинах это самая лучшая подвеска.

Рассмотрим, какие есть плюсы в данном типе устройства:

• на заводе на нее тратят меньше времени при изготовлении;
• занимает мало места;
• масса без рессоры меньше, чем у других подвесок;
• большое значение имеет верхняя опора стойки, которая используется в качестве подшипника качения.

Теперь обратим внимание на то, какие есть минусы у данного типа устройства:

• кинематика менее эффективна, чем на продольном или поперечном рычаге;
• нужно усилить брызговое крыло;
• на нем часто появляются разрывы там, где крепится подвеска, так как она не предназначена для передвижения по пересеченной местности;
• часто ломаются стойки, необходимые для амортизации, поэтому требуется их дорогостоящая замена, да и выполнить эту работу очень сложно;
• сильно шумно едет машина, поэтому в салоне стоит гул;
• продольный крен при остановке совершает небольшой «клевок».

Именно эти недостатки, которые имеет подвеска Макферсон, мешают ей в полной мере работать, что приводит к ее малому использованию по сравнению с уже новыми подвесками. Поэтому на гоночных авто или дорогих автомобилях ее обычно не устанавливают. Ведь данное устройство подвергается большому расходу.

Причем схема устройства такова, что подвеску нельзя установить на грузовик. Поэтому теперь встретить Макферсон можно лишь в недорогих авто, в то время как на роскошных их почти не бывает.

Из чего состоит

Подвеска Макферсон включает в себя целый ряд деталей. Остановимся подробнее на каждом из типов. Другими словами, подробно изучим схему, которую имеет подвеска Макферсон.

• Главным образом важен подрамник. Крепится он к авто благодаря сайлентблокам. Также используются опоры, выполненные из резины, смешанной с металлом, так меньше шума издает элемент. Деталь – это то, на что можно опереться, используемая для того, чтобы крепить рулевой механизм, поперечный рычаг, стабилизатор.
• Далее скажем о рычагах с поперечным расположением, которые устанавливаются прямо на подрамнике. Они контролируют движение правого и левого колеса. Крепится устройство двойным стилем, так конструкция будет более жесткой. Сюда же крепится поворотный кулак, только на другом конце поперечного рычага.
• Благодаря поворотному кулаку возможен поворот колес. Кулак состоит из двух элементов. Верхний кронштейн крепится на стойку для амортизации, нижний на поперечный рычаг. Сюда цепляется и два других элемента. Речь идет о механизме тормозного суппорта, а также ступица в сборе с подшипником.
• Теперь перейдем к стойке для амортизации. Она состоит из собственного амортизатора и пружины. Стойка состоит из двух частей. Верхняя часть цепляется к брызговику, а нижняя к поворотному кулаку. Есть такие производители автомобилей, которые стойку делят на две разные детали: это пружина и амортизатор.
• И, наконец, скажем о стабилизаторе, который служит для того, чтобы снизить боковой крен авто. Он цепляется за подрамник с использованием двух опорных палок, которые в свою очередь, крепятся к стабилизатору на шарнирах.

Еще можно говорить о торсионе, но обычно его структура опускается при описании строения подвески. Важные элемент были описаны. Именно на них строится вся подвеска, которая может прослужить долгие годы, если ее правильно использовать.

Заключение

Подводя итоги, скажем, что не на все автомобили разработчик желает установить подобную подвеску.

К тому же в некоторых моделях (например, «Мерседес» серии W124) используется разделение на отдельные детали тех элементов, которые в других авто служат как единое целое. Речь может идти, к примеру, о пружине и амортизаторе. Но все равно данная конструкция служит подвеской Макфресон. Хотя ее и могут называть «модифицированной».

Источник статьи: http://portal-mashin.ru/service/suspension/podveska-makferson.html

Подвеска макферсон на каких машинах

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

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

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

▪Подвеска МакФерсон состоит из:

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

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

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

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

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

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

▪Преимущества и плюсы подвески МакФерсон:

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

▪Недостатки и минусы подвески МакФерсон:

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

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

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

Что это такое?

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

Подвеска Макферсон состоит из:

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

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

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

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

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

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

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

Плюсы

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

Минусы

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

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

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

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

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

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

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

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

Содержание

История [ править | править код ]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пневматизация макферсона [ править | править код ]

• осн.ст.Пневматическая подвеска колёс , Лоурайдер

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

Преимущества и недостатки [ править | править код ]

Преимущества [ править | править код ]

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

Недостатки [ править | править код ]

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

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

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

Источник статьи: http://skoda-rapid.ru/avtomobili/podveska-makferson-na-kakih-mashinah/