Амортизационная стойка типа макферсон: Подвеска МакФерсон — что это такое?

Подвеску МакФерсон следует рассматриваться с точки зрения бюджетного устройства, устанавливаемого на серийных автомобилях нижней ценовой категории. Спорткары и дорогие модели обычных машин не оснащаются этим механизмом.

Конструкция МакФерсон – это простая схема, в рамках которой предусматривается наличие достаточно большого количества небольших по размеру деталей. Суть функционирования подвески заключается в том, что движения амортизационной стойки осуществляются в вертикальной плоскости. В повседневном общении за рассматриваемым механизмом закрепилось название «качающаяся свеча».

Содержание:

История создания

Эрл МакФерсон стал тем человеком, который изобрел дешевую в плане производства подвеску во время своей работы на заводе, имеющем отношение к компании Ford. В те времена данная компания ориентировалась на то, чтобы производить максимально доступные по цене автомобили, поэтому это изобретение пришлось как нельзя кстати.

Изначально подвеска, изобретенная МакФерсоном, была установлена на малолитражном автомобиле Ford Vedette. После успешных испытаний этим устройством оснастили Ford Zephyr и Ford Consul. Производство этих автомобилей осуществлялось массово, что привело к существенной экономии средств за счет применения в их конструкции подвески Mcpherson.

Модернизация подвески Чепменом

В 1957 году Колин Чепмен (фирма Lotus) использовал МакФерсон для установки на автомобиль Lotus Elite. Предварительно механизм был подвергнут модернизации: изменена рычажная система, получившая более широкие параметры.

Подвеска стала выдерживать значительные нагрузки. Производители отнеслись к новинке Чепмена неоднозначно. Многие посчитали предложенный механизм несерьезным, так как переплетение рычагов выглядело не очень основательно.

Между тем во многих странах подвеска МакФерсон больше известна как подвеска Чепмена.

Дорогие автомобили

Сегодня МакФерсон не является частью конструкции дорогих автомобилей, но так было не всегда. Начиная с 1982 года, ее стали устанавливать на престижных машинах, например, таких, как Mercedes 124 и Audi 100. Также оснащение этим устройством получило большинство автомобилей под брендом BMW. В течение определенного времени, измеряемого годами, такой подход оправдывал себя.

Затем автомобильная промышленность ушла далеко вперед и подвеска МакФерсон перестала соответствовать по своим техническим параметрам тому, что требовалось для дорогих автомобилей: качественная кинематика, обеспечивающая приемлемую в соответствии с новыми требованиями плавность хода. К этому можно добавить, что дорогие машины и дешевые детали – это малосовместимые понятия. На текущий момент подвеска МакФерсон находит применение лишь в автомобилях бюджетной категории.

Особенности конструкции

Подвеска с позиции конструкции, характеризуется получившей упрощение кинематикой. Ее компактность связана с заменой верхних рычагов на амортизационные стойки. При проектировании подвески ставилась цель добиться компактности устройства, простоты конструкции и дешевизны при производстве, поэтому комфорт и управляемость отодвигались на второй план.

Изначально конструкция подвески вызвала определенные сомнения. Предполагалась, что в плоскости развала могут возникать недопустимые колебания колес. Эти опасения не подтвердились. Амплитуда колебаний соответствовала нормальным значениям. При этом износ резины стал более равномерный.

После запуска подвески в производство Mcpherson продолжил работу над своим «детищем», пытаясь добиться еще большего удешевление продукта. В этом он не преуспел, так как дешевые материалы не позволяли обеспечить соответствующие характеристики прочности подвески.

Схема

Главное отличие нового устройства от других себе подобных заключается в том, где установлена шаровая опора. Ее разместили на самом верху амортизационной стойки, что вынудило изменить конструкцию шарнира. В качестве опоры использовали шариковой подшипник, характеризуемый как радиальный.

В результате амортизационная стойка в верхней своей части стала испытывать всю создаваемую автомобилем нагрузку. Это заставило заменить брызговик отсека двигателя, к которому крепился узел. Ранее он изготавливался методом штамповки из тонкого железа, а теперь требовалось его усиление.

Широкое распространение МакФерсон получила в 70-х гг. прошлого века. Тогда была создана телескопическая стойка, ресурс которой был достаточным. Механизм стали устанавливать на легковые автомобили, относящиеся к малому и среднему классу.

Устройство

Основные элементы подвески МакФерсон следующие:

1. Продольный рычаг (нижний), монтируемый на подрамнике. Является несущим и служит для крепления телескопической стойки, что возможно за счет шарнира.
2. Верхний рычаг, крепящийся посредством кронштейнов к стойке там, где она утолщена. Для подсоединения поворотной стойки используются сайлентблоки.

Поперечные рычаги, расположенные внизу, соединяются между собой штангой стабилизатора, что дает возможность подавлять раскачку автомобиля, добиваясь его выравнивания.

Плюсы

• Подвеска является недорогим механизмом при условии, что его собирают на основе готовых элементов на конкретном участке с дальнейшей установкой на транспортное средство.
• Компактность подвески дает возможность устанавливать ДВС, ориентированные на поперечное расположение в отсеке для мотора.
• Малое проявление инерционных сил, обусловленное значительной удаленностью основных узлов друг от друга.
• Быстрое понимание того, что шарнирные соединения изношены. Появляется характерное постукивание при движении по дороге с неровностями.
• В конструкции подвески заложен потенциал в плане дальнейшего совершенствования механизма.

Минусы Mcpherson

• Плохая кинематика, высокая вероятность, что переднее колесо может существенно изменить угол наклона.
• Появление трещин в гнезде брызговика, служащего для установки подшипника, который является опорой для амортизационной стойки, что провоцирует коррозию.
• Ощутимое снижение рабочего ресурса механизма, если оснащенный им автомобиль часто эксплуатируется на некачественных дорогах.
• Дорогой ремонт вне зависимости от его вида (текущий, плановый), связанный со сложностью процесса монтажа и демонтажа подвески.
• Отсутствие компенсации, когда машина испытывает продольные крены. Это практически исключает возвратные откаты.
• Невозможность установки подвески на рамные автомобили. Нельзя совместить верхние кронштейны и базу ввиду ее слишком высокого расположения.
• Основная масса моделей автомобилей классов C и E не подходит для установки. Невозможно совместить с этим механизмом гидропневматику ходовой части.
• Напряжения, определяемые как продольные, приводят к выходу из строя задней подвески, что зачастую проявляется при внезапном торможении.
• Конструктивные особенности МакФерсон (недостаточная надежность под серьезными нагрузками) не позволяют производить установку этого механизма на спорткары.

Видео

Поделитесь с друзьями!

схема, плюсы и минусы, устройство, принцип работы

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

Устройство подвески МакФерсон

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества подвески типа МакФерсон

К плюсам этой системы следует отнести:

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

Недостатки амортизационной системы McPherson

Минусы механизма таковы:

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

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

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

 АВТОМОБИЛЬНАЯ ПОДВЕСКА МАКФЕРСОН. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

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

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

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

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

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

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

2. Схема и основные элементы автомобильной подвески Макферсон

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

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

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

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

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

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

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

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

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

3. Преимущества и недостатки автомобильной подвески Макферсон

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

Преимущества автомобильной подвески с типом МакФерсон:

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

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

Недостатки автомобильной подвески с типом МакФерсон:

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

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

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

Передняя подвеска макферсон

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

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

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

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

История появления

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки

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

1. Имеет относительно небольшие габариты, от сюда небольшой вес. Благодаря своей компактности макферсон подвеска может использовать как для компактных, так и для субкомпактных автомобилей. А не тяжелый вес конструкции позволяет не утяжелять транспорт, таким образом, сохраняется уровень топливного расхода в разумных пределах;
2. Макферсон подвеска способна выдержать большой вес конструкции;
3. Надежность. Благодаря тому, что конструкция имеет не много элементов, количество соединительных мест от этого меньше, а значит и надежность выше;
4. Макферсон подвеска позволяет уменьшить боковые и продольные силы, которые возникают в местах, где присуще крепление к кузову за счет большого расстояния высоты между опорными узлами;
5. Минимальные затраты на производство. Сборка автомобиля, становится намного проще, так как подвеска собирается, как правило, на отдельном сборочном участке, и устанавливается в один приём;
6. Применение подвески Макферсон позволяет поперечно поместить двигатель автомобиля с коробкой передач в пространстве под капотом;
7. Элементы неподрессоренной области подвески имеют гораздо меньший вес;
8. Конструктивная компактность относительно продольного и поперечного сечения;
9. Большой ресурс элементов подвески: верхней опоры, шаровой шарнир и рычага. Возможность самостоятельного определения износа. Опора стоики имеет вид опорного подшипника качания, который обладает огромным ресурсом. Шаровая и рычаг так же имеют большой ресурс. Все по тому, что в данном типе подвески эти элементы не подвергаются негативному эффекту от движения авто по неровным участкам дорожного покрытия, за счет этого они долговечны. В случае, когда появляется неустойчивость автомобиля во время движения и к тому же, это сопровождается постукиванием – это значит, что проблемы с подвеской. И на это водитель всегда обратит внимание.

Учитывая массовое применение в автомобилях, макферсон подвеска имеет ряд недостатков:

• Кинематика. В случае большого хода подвески наклон колеса меняется относительно вертикальной плоскости, и чем больше ход подвески, тем больше пределы изменения наклона колеса. Существующие параметры для положительного наклона относительно вертикальной плоскости, меняются на отрицательные в случае сжатия подвески. А это в свою очередь приводит к ухудшению устойчивости и управлению автомобиля из-за недостаточной сцепки колес с покрытием дороги;
• От работы подвески происходит передача усилий на брызговик, о время движения автомобиля. Особенно это усиливается при езде на дорогах с плохой поверхностью. В результате происходит разрушение крепления стойки с брызговиком крыла. При этом происходит появление мелких трещин, что в дальнейшем способствует появлению коррозии. Поэтому, для сбережения всей системы, передвигаться автомобилем необходимо только на ровных поверхностях дороги, в противном случае уменьшается срок службы и износ произойдет намного раньше;
• Так как амортизационная стойка является одним из самых высоконагружаемых элементов подвески, через которую на систему автомобиля передаются все усилия и толчки, она очень часто может приходить в негодность. Очень частой причиной является езда по дороге с неровной поверхностью. Также может произойти поломка клапана стойки, который отвечает за систему амортизации. А, учитывая тот факт, что большая часть современных стоек представляют неразборную конструкции, то менять ее придется полностью (в сборе). Неисправная работа подвески, как правило, приводит к изменению геометрии кузова автомобиля, которую не так уж просто исправить;
• Слабая компенсация продольного крана во время движения автомобиля;
• Работа подвески ухудшается в результате трения штока с направляющей;
• Макферсон подвеска, к тому же является очень шумной во время работы. Поэтому необходимо использовать дополнительный слой шумоизоляции колесных арок авто. 

     

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

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

Основные преимущества

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

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

Что внутри у МакФерсона?

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

Конструкция подвески (McPherson)

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

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

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

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

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

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

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

Стойка МакФерсон

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

Как работают подвески МакФерсон?

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

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

В чем особенность?

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

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

Задняя подвеска типа Макферсон

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

Задняя независимая подвеска МакФерсон

Преимущества:

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

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

Подвеска МакФерсон: устройство, схема, плюсы и минусы

Одним из наиболее распространенных типов подвески является подвеска макферсон, названная так в честь инженера Эрла Макферсона, создавшего ее для Шевроле Кадет. Впоследствии подвеска макферсона стала устанавливаться на американские легковые автомобили Форд — Vedette, Zephyr, Consul — пользовавшиеся большой популярностью. Случилось это в конце 40-х годов.

На сегодняшний день макферсон устанавливается на подавляющем большинстве серийных машин, предназначенных для эксплуатации в городских условиях. Изначально она устанавливалась исключительно на переднюю ось, однако в 1957 году инженер из компании Lotus — Чепмен, немного модифицировал ее и установил на заднюю ось. Поэтому часто на англоязычных ресурсах можно увидеть название «подвеска Чепмена» относительно задней оси. На самом же деле, это все тот же макферсон.

Устройство подвески макферсон

Данный вид подвески часто называют «качающаяся свеча», подразумевая амортизационную стойку — основной конструктивный элемент.

Кроме нее в состав макферсона входят:

• подрамник;
• поперечные рычаги;
• поворотный кулак;
• стабилизатор устойчивости.

Каждый из перечисленных узлов выполняет свою четко обусловленную функцию.

Подрамник

Подрамник выполняет роль опорной основы всей системы подвески как на передней оси, так и на задней. Он может жестко крепиться к кузову, однако более распространено крепление с помощью сайлентблоков. Мы уже писали на Vodi.su о том, что такое сайлентблоки, какую функцию выполняют и как можно запрессовать сайлентблоки в стойку. Благодаря такой конструкции значительно улучшаются качества подвески, она становится более мягкой, повышается комфорт от процесса езды.

Поперечные рычаги

Поперечные или нижние рычаги крепятся к подрамнику и придают всей конструкции жесткость. С другого конца к каждому поперечному рычагу крепится шаровая опора, соединяющая его с поворотным кулаком.

Поворотный кулак

Благодаря ему обеспечивается управляемость, потому что он входит в соединение с рулевой тягой через шарнирное соединение.

Стойка амортизатора

Основной элемент, представляющий из себя амортизатор с закрепленной соосно пружиной — той самой в которую многие вставляют проставки, увеличивающие клиренс, и автобаферы для комфортной езды.

Стабилизатор

Благодаря стабилизатору уменьшается боковой крен. Реактивные тяги стабилизатора (растяжки) крепятся к амортизационной стойке в месте ее соединения с поворотным кулаком.

Стоит отметить, что конструкция макферсона у каждого производителя может отличаться. Например, на некоторых моделях амортизационная стойка с пружиной выступает как один конструктивный элемент, в других же — это два разных элемента.

Но самая главная особенность подвески данного типа — она является независимой и положение одного колеса в вертикальной плоскости не влияет на положение другого. Благодаря двойному креплению амортизационной стойки с помощью верхней опорной чаши к брызговику крыла и к поворотному рычагу с помощью нижней опорной чаши обеспечивается достаточно жесткая связка, но в то же время независимый ход колеса вверх-вниз остается довольно широким. (Правда, если с такой подвеской невнимательно ездить по дорогам с ямами и колдобинами, то можно очень быстро пробить амортизатор).

Мы описали основные элементы очень схематически. Любой автолюбитель, которому приходилось менять подшипники ступицы или стойки стабилизатора, подтвердит, что устройство подвески значительно более сложное.

Плюсы

Преимуществ у данного типа конструкции достаточно много. Сегодня она используется на огромном количестве моделей легковых автомобилей, преимущественно седанов и хэтчбеков бюджетного и среднего ценового сегмента. Это связано с низкими затратами на ее производство.

Благодаря тому, что опоры находятся на достаточно большом расстоянии по высоте друг от друга, силы, возникающие в местах их присоединения к корпусу, уменьшаются. Тем самым увеличивается ресурс службы.

Еще одним неоспоримым преимуществом данного типа подвески являются ее компактные размеры и небольшой вес, что непосредственно оказывает влияние на динамические характеристики автомобиля. Соответственно автомобили с менее мощными двигателями, например компактные хэтчбеки А-класса, могут демонстрировать вполне приличные характеристики при движении в условиях городских улиц или междугородних магистралей.

Преимуществом является и простота диагностики любых проблем. То есть если водитель во время управления автомобилем чувствует легкие толчки на неровностях дороги и сложности с управлением на скоростях выше 90 км/час, слышит постукивания, то это говорит о наличии неисправностей в шарнирах подвески.

Минусы

Идеального механизма на данный момент еще не изобрели, поэтому недостатков у макферсона тоже хватает.

Одним из основных минусов является сложность обслуживания. То есть если вам нужно заменить сайлентблок или амортизатор, придется полностью разбирать всю подвеску. Соответственно, если вы предпочитаете обслуживаться на СТО, то каждая замена влетит в копейку. Хотя с другой стороны детали, типа тех же сайлентблоков или пружин амортизатора, стоят относительно недорого.

Второй важный момент — проблемы с управлением на больших скоростях. Из-за увеличения или уменьшения хода амортизатора (например при торможении) положение колес относительно вертикальной оси может существенно изменяться. Из-за этого происходит уменьшение устойчивости.

Одним словом, если вы эксплуатируете автомобиль на слишком больших скоростях, да еще и по плохим дорогам, то ездить на шиномонтаж на развал-схождение придется очень часто.

На амортизационную стойку постоянно приходится достаточно большое давление, что со временем приводит:

• к выходу амортизаторов из строя — текут, пробиваются;
• к проседанию пружин — автомобиль начинает раскачиваться на поворотах, клевать носом при торможении;
• к поломкам остальных элементов подвески;
• деформациям кузова в местах крепления стойки — проблема актуальная для тех, кто ездит по плохим дорогам.

Учитывая, что недостатков очень большое количество, подвеска макферсон не предназначена для грузовиков. Это вполне понятно, поскольку для крепления продольных рычагов к подрамнику придется использовать массивные кронштейны. Кроме того, нагрузки в местах крепления будут постоянно возрастать, что приведет к необходимости дорогостоящего ремонта.

Не ставят макферсона на рамные внедорожники по двум основным причинам:

• малый ход штока амортизатора — его не хватит для преодоления диагонального свешивания, когда одно из колес на неровных дорогах отрывается от земли;
• сложность крепления верхних опор к раме — опять же понадобятся тяжелые кронштейны, что усложнит процесс обслуживания в условиях бездорожья.

Из-за проблем с развал-схождением не устанавливают такую подвеску и на гоночные автомобили.

Понятно, что конструкторы постоянно работают над решением тех или иных проблем. Тем не менее, покупая автомобиль с таким типом подвески, нужно учитывать его возможности, иначе вам не избежать дорогостоящих ремонтных работ по замене амортизаторов, пружин и рычагов.

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?

Если вы приходите к этому с нулевым предварительным знанием, 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.

Макферсон — 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.

Рычаг управления перемещает 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 прикреплялся непосредственно к нижней части держателя колеса, иначе известной как ступица. В наши дни они были объединены в один, гораздо более крупный рычаг управления вместе со стабилизатором поперечной устойчивости, соединяющим шасси и блок подвески.

Кстати, пружинно-демпферный блок устанавливается 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, а вал амортизатора проходит через центр катушки до верхней части пружинного блока, который прочно прикреплен болтами к конструкции автомобиля.

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 любят «дешево и эффективно» не меньше нас.

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.

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 они разделены. 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 за передними колесами, например, 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.

Что такое стойка Макферсон?

Термин «стойка Макферсон» может относиться как к типу стойки, так и к системам подвески, в которых они используются. В системе подвески этого типа используется один компонент (одноименная стойка Макферсон), который заменяет два компонента, которые присутствовали в более ранних системах: подвеску для колеса и шарнир для рулевого управления. В более ранних системах обычно использовались пружина, амортизатор или другой компонент для требований подвески, а также такой компонент, как шкворень, который служил поворотной осью.Это упрощение приводит к тому, что системы стоек МакФерсон дешевле в производстве, чем другие системы, хотя есть и некоторые недостатки.

МакФерсон популярны на протяжении десятилетий.

История стойки Макферсон

История стойки MacPherson восходит к более ранней системе, которая первоначально использовалась Fiat. Эта система, которая датируется 1920-ми годами, и другая аналогичная конструкция на основе листовой рессоры, которая использовалась французским автопроизводителем Cottin-Desgouttes, являются ранними примерами конструкции, объединяющей шарнир рулевого управления и подвеску в один компонент.

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

Эрл Макферсон указан в патентной заявке Форда 1949 года.

После того, как General Motors прекратила свой проект легковых автомобилей, Макферсон покинул компанию и перешел на работу с Ford. Он взял свои идеи с собой, и в 1949 году Форд получил патент (изобретателем которого был Макферсон) на конструкцию Макферсона. В этом патенте указано, что стабилизатор поперечной устойчивости выполняет функцию натяжного стержня.Эта система впервые появилась на Ford Vedette в 1949 модельном году, и другие Ford (в Англии и Франции) также использовали ее в 1950-х и 1960-х годах. Однако ряд факторов помешал немедленному широкому распространению этой технологии.

Когда в 1960-х годах конструкция unibody начала набирать популярность, автопроизводители еще раз взглянули на подвеску со стойками MacPherson. Из-за способа установки амортизационных стоек MacPherson они лучше подходят для монококовых конструкций, которые представляют собой модифицированную форму unibody.Это связано с тем, что верхняя точка крепления каждой стойки должна располагаться значительно выше, чем рама в конструкции «корпус на раме». Поскольку весь кузов автомобиля обеспечивает структурную опору в конструкции монокока, повсеместное внедрение цельного кузова также привело к широкому применению систем подвески со стойками Макферсон.

Хотя современные стойки MacPherson все еще носят имя Эрла Макферсона, большинство из них не подпадают под действие его патента .Это связано с тем, что автопроизводители обычно используют А-образный рычаг для нижнего рычага управления, что эффективно устраняет необходимость в стабилизаторе поперечной устойчивости / натяжной штанге.

Как работает подвеска Макферсон?

Компоненты системы подвески стойки МакФерсон.

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

В свою очередь, верхняя точка крепления поворотного кулака или ступицы каким-то образом прикреплена к узлу, содержащему цилиндрическую пружину и амортизатор. Именно эта комбинация корпуса, пружины и демпфера называется стойкой или, точнее, стойкой Макферсона. Обычно он проходит вверх в корпус unibody и прикручивается к месту, которое называется опорой стойки.

Другим основным определяющим фактором в подвеске стойки Макферсон является то, что ось стойки также служит верхней поворотной осью (нижняя ось является точкой крепления между поворотным кулаком и рычагом управления или гусеницей.) Эта верхняя точка поворота прикреплена к концу рулевой тяги, которая, в свою очередь, прикреплена к рулевому механизму.

Преимущества и недостатки амортизаторов Макферсон

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

Простота амортизационных стоек MacPherson означает, что весь узел, включая ступицу, ротор и тормозной суппорт, можно снять как единое целое.

Конечно, общая простота амортизационных стоек МакФерсон также имеет ряд недостатков. Хотя облегчает настройку геометрии подвески при ремонте (т.е. если ничего не согнуто, и вы все прикрутите болтами, то и кастер, и развал будут правильными), та же самая простота означает, что угол развала обязательно изменяется при изменении вертикального положения колеса. В итоге подвеска стойки MacPherson обычно рассматривается как имеющая худшие характеристики управляемости по сравнению с другими системами подвески (например, на двойных поперечных рычагах и т. Д.)

Другая основная проблема со стойками MacPherson связана с способом крепления к кузову автомобилей.Поскольку верх стойки обычно устанавливается высоко в стойке стойки, а ее ось проходит прямо вниз к колесу, колебания от колеса передаются непосредственно на кузов транспортного средства. Это может привести к чрезмерному дорожному шуму и вибрации, которые несколько смягчаются втулками и другими компонентами и механизмами.

Неисправность стойки Макферсон

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

Большинство отказов стоек MacPherson связаны с износом демпфера, который происходит через определенные промежутки времени. В большинстве случаев неисправность этого типа можно устранить, сняв узел стойки, ослабив натяжение пружины с помощью специального инструмента для сжатия и заменив картридж амортизатора.Часто это простая процедура крепления на болтах, но некоторые узлы стоек необходимо после этого тщательно выровнять, чтобы обеспечить правильную настройку развала и ролика.

Стойка Макферсон

Красная секция: поворотный кулак или опора ступицы
Синяя секция: нижний рычаг или поперечный рычаг
Голубая секция: поперечная тяга рулевого механизма
Нижняя фиолетовая секция: радиальная тяга
Верхняя фиолетовая секция: спиральная пружина
Желтая секция: трубчатый корпус, содержащий амортизатор или демпфер

Стойка MacPherson — это система подвески автомобиля, в которой ось телескопического амортизатора используется в качестве верхней оси поворота.Он широко используется в современных автомобилях и назван в честь Эрла С. Макферсона, разработавшего дизайн.

История

Эрл С. Макферсон разработал конструкцию стойки в 1949 году, частично основываясь на конструкции, созданной Гвидо Форнака из FIAT в середине 1920-х годов. ^[1] Возможно, MacPherson был вдохновлен подвеской французского Cottin-Desgouttes, который использовал ту же конструкцию, но с листовыми рессорами. Передняя подвеска Cottin-Desgouttes, в свою очередь, была вдохновлена ​​Дж.Дизайн Уолтера Кристи 1904 года, и он был вдохновлен растениями. ^[2]

Первым автомобилем, оснащенным стойками Макферсон, был Ford Vedette 1949 года, ^[3] , он также был принят на вооружение Ford Consul 1951 года, а затем Zephyr. Первоначально Макферсон разработал конструкцию для использования на всех четырех колесах (например, Mitsubishi Starion), но в производственных приложениях он использовался только для передней подвески, где он обеспечивает поворотный шарнир (шкворень), а также опору подвески для колеса.

Проект

MacPherson состоят из поперечного рычага или прочного компрессионного рычага, стабилизированного вторичным рычагом, который обеспечивает нижнюю точку крепления ступицы или оси колеса. Эта система нижнего рычага обеспечивает как поперечное, так и продольное расположение колеса. Верхняя часть ступицы жестко прикреплена к внутренней части собственно стойки, внешняя часть которой проходит вверх прямо до крепления в корпусе кузова транспортного средства.

Чтобы быть действительно успешным, стойка MacPherson потребовала введения конструкции unibody (или monocoque), потому что ей нужно значительное вертикальное пространство и прочное верхнее крепление, которые могут обеспечить unibody, одновременно улучшая их за счет распределения напряжений. ^[4] Стойка обычно будет нести как спиральную пружину, на которой подвешен корпус, так и амортизатор, который обычно представляет собой картридж, установленный внутри стойки (см. Койловер). Стойка также обычно имеет рулевой рычаг, встроенный в нижнюю внутреннюю часть. Вся сборка очень проста и может быть предварительно собрана в единое целое; Кроме того, исключая верхний рычаг управления, он позволяет увеличить ширину моторного отсека, что полезно для небольших автомобилей, особенно с двигателями с поперечным расположением, такими как у большинства автомобилей с передним приводом.При необходимости его можно дополнительно упростить, заменив радиусный рычаг стабилизатором поперечной устойчивости (торсион). ^[4] По этим причинам он стал почти повсеместным среди производителей дешевых товаров. Кроме того, он предлагает простой метод настройки геометрии подвески. ^[5]

Преимущества и недостатки

Несмотря на то, что это популярный выбор из-за своей простоты и низкой стоимости изготовления, конструкция имеет несколько недостатков в отношении качества езды и того, как она влияет на управляемость автомобиля.Геометрический анализ показывает, что вертикальное перемещение колеса невозможно без некоторого изменения угла развала колес, бокового перемещения или того и другого. Обычно считается, что она не дает такой хорошей управляемости, как подвеска на двойных поперечных рычагах, потому что она дает инженерам меньше свободы в выборе изменения развала и центра крена. Другим недостатком является то, что он имеет тенденцию передавать шум и вибрацию от дороги непосредственно на корпус кузова, что обеспечивает более высокий уровень шума и ощущение «резкости» при езде по сравнению с двойными поперечными рычагами, что требует от производителей добавления дополнительных механизмов шумоподавления или гашения и изоляции. ,Кроме того, из-за его большего размера и прочности, а также большей степени прикрепления к конструкции транспортного средства, когда внутренние уплотнения амортизирующей части изнашиваются, замена является дорогой по сравнению с заменой простого амортизатора. ^{[ необходима ссылка ]}

Несмотря на эти недостатки, стойки Макферсон все еще используются на высокопроизводительных автомобилях, таких как Porsche 911, несколько моделей Mercedes-Benz и почти все современные BMW (включая новый Mini), за исключением X5 2007 года, ^[6] 2009 7 -серия, 2011 5-я серия и 5-я серия GT ,. «Автобзор Х5 2007 года». http://www.autocar.co.uk/CarReviews/FirstDrives/BMW-X5-4.8i-SE/222801/. Проверено 12 апреля 2007.

Внешние ссылки

Стойка Макферсона> Съел мотор

Несмотря на то, что стойки MacPherson часто неправильно понимаются и часто пишутся с ошибками, они являются одной из наиболее распространенных систем подвески, используемых в современных автомобилях, и встречаются во всем, от Proton Savvy до самого грозного Porsche 911 Turbo. В этом недавно отредактированном и обновленном выпуске Ate Up With Motor мы рассмотрим происхождение и принцип работы стойки MacPherson, включая современные вариации, такие как Toyota Super Strut, GM HiPer Strut и Ford RevoKnuckle.

Примечание автора: Эта статья была существенно переписана, чтобы прояснить некоторые моменты и исправить некоторые фактические ошибки. Если вы уже знакомы с происхождением стойки Макферсон (или вам все равно), перейдите на страницу 2, чтобы узнать подробности.

ЭРЛ С. МАКФЕРСОН

Эрл Стил Макферсон (не Эрл Макферсон, как его часто пишут с ошибками даже в авторитетных источниках) родился в Хайленд-Парке, штат Иллинойс, пригород Чикаго, 6 июля 1891 года.После получения степени бакалавра машиностроения в Университете штата Иллинойс в 1915 году он переехал в район Детройта и устроился работать в Chalmers Motor Company.

Макферсон служил в Европе во время Первой мировой войны, сначала механиком по гражданским двигателям в авиационном отделении войск связи США (а не летчиком-истребителем, как иногда сообщалось), а затем капитаном в авиации американских экспедиционных сил. технический отдел. Когда война закончилась, он вернулся в Детройт и устроился на работу в Liberty Motor Car Company.После того, как Liberty была выкуплена Columbia Motors в 1922 году, Макферсон уехал в Хапп, где оставался около десяти лет, в конечном итоге став помощником главного инженера.

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

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

Кенцер и Ульрих впоследствии ушли в компанию Budd, где они продолжили работать над конструкцией корпуса, но Макферсон остался в GM.В мае 1935 года он был переведен в подразделение Chevrolet и подчинялся тогдашнему главному инженеру Джеймсу М. Кроуфорду. Впоследствии Макферсон стал главным инженером Chevrolet по проектированию легковых и грузовых автомобилей.

ШЕВРОЛЕ КАДЕТ

Весной 1945 года генеральный директор Chevrolet Марвин Э. Койл убедил президента GM Чарли Уилсона разрешить создание нового подразделения легких автомобилей и назначил MacPherson своим главным инженером. Целью подразделения легких автомобилей было разработать более дешевый и экономичный компактный автомобиль, который дилеры Chevrolet могли продавать вместе со стандартным Chevrolet.

Chevrolet Light Car был вызван опасением Койла, что неизбежное окончание войны приведет к еще одной серьезной рецессии, подобной той, которая парализовала автомобильную промышленность вскоре после окончания Первой мировой войны (и почти уничтожила молодой Lincoln Motor Company, созданную Х. М. Леландом, что привело к его приобретению компанией Ford). Однако Койл, несомненно, также знал, что Ford разрабатывает свой собственный послевоенный Light Car, о чем просочилось в прессу прошлым летом и было подтверждено Ford в июле 1944 года.Поскольку ожидалось, что маленький Ford значительно снизит цену на стандартный Ford (или Chevrolet), для Chevrolet имело смысл только начать работу над ответом.

Художник, изображающий Chevrolet Cadet. Дизайн Cadet был разработан Недом Никлзом (наиболее известным сегодня благодаря проектированию Buick Riviera 1963 года и предоставлению Buick его знаменитых иллюминаторов) при содействии Честера Ангелони. Закрытые передние колеса были стилизованной темой, позже принятой Nash-Kelvinator для своих моделей Airflyte 1949 года и Nash Rambler 1950 года.(Правообладатель иллюстрации General Motors LLC, 2014 г. Используется с разрешения, GM Media Archive.)

Легкий автомобиль — впоследствии названный Chevrolet Cadet — дал Макферсону уникальную возможность разработать действительно новый дизайн, воплощающий его самые передовые идеи. Некоторые идеи кадета были довольно радикальными по современным американским стандартам, включая не только конструкцию монокока, но также гидравлическое включение сцепления и необычно расположенную в центре механическую коробку передач, соединенную со сцеплением через ШРУС и трубчатый приводной вал, заключенный в жесткую стальную трубу. ,Двигатель, также совершенно новый, представлял собой легкий шестицилиндровый двигатель с верхним расположением двигателя с квадратными размерами и двумя маховиками, обеспечивающий полную мощность 65 л.с. (48 кВт) и 108 фунт-фут (146 Н-м) от 133 куб. дюймов (2173 куб. см).

Cadet должен был предлагаться только как четырехдверный седан, компактный по внешним размерам, но имеющий примерно такое же внутреннее пространство, как и большой Chevy середины тридцатых годов. Целевая масса составляла всего 2 200 фунтов (1000 кг), что примерно на полтонны легче современных полноразмерных автомобилей Chevrolet, что способствовало отличной экономии топлива.Несмотря на очень скромную снаряженную массу, Cadet также отличался достойной управляемостью и удивительно комфортной ездой, во многом благодаря самой замечательной и противоречивой особенности Light Car: полностью независимой подвеске.

ПОДВЕСКА CADET

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

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

Каждое из колес Cadet было подвешено на вертикальной стойке, которая включала в себя шпиндель колеса и спиральную пружину, намотанную вокруг трубчатого амортизатора (сама по себе новинка того времени — современные автомобили GM все еще использовали амортизаторы с рычажным механизмом). Каждая передняя стойка была расположена с помощью радиусного стержня и двух боковых рычагов, а каждая задняя стойка была расположена с помощью одного продольного рычага и любопытного диагонального «качающегося звена», которое соединяло основание стойки с точкой на противоположной стороне кузова. за линией заднего моста.Полуоси, имевшие на обоих концах карданные шарниры, не способствовали размещению колес.

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

Макферсон был очень методичным инженером и был твердо убежден, что такая компоновка предлагает лучший компромисс между стоимостью, эффективностью упаковки, управляемостью и плавностью хода.По общему мнению, прототипы Cadet с этой подвеской работали очень хорошо, но цена была проблематичной, и идея о том, что самая дешевая модель GM в США будет более сложной, чем самый дорогой Cadillac, вероятно, в некоторых кругах не понравилась. Макферсон был вынужден разработать ряд более дешевых альтернатив жесткой оси, хотя бы для того, чтобы продемонстрировать превосходство своей полностью независимой системы. (Одной из этих альтернатив, кстати, была модифицированная схема привода Hotchkiss с одинарными рессорами, подобными тем, которые использовались на более поздних X-body Chevy II / Nova и Chevrolet Camaro / Pontiac Firebird первого поколения.)

Если бы Cadet был построен так, как хотел Макферсон, это был бы знаковый автомобиль, но к 1946 году энтузиазм Chevrolet быстро угас. Одной из причин был уход Марвина Койла, чье повышение до вице-президента группы в июне 1946 года оставило проект без явного чемпиона, кроме самого Макферсона. Еще одним фактором была нехватка сырья, от которой страдали все автопроизводители в первые послевоенные годы, проблема, которая вынудила отложить производственные планы Cadet в сентябре и сделать целевую цену в 1000 долларов — вероятно, никогда не очень реалистичную с самого начала — еще более маловероятной.

Более того, послевоенная рецессия, которой опасался Койл, не материализовалась. После возобновления производства гражданских автомобилей в конце 1945 года бизнес процветал. Настоящая проблема заключалась не в отсутствии покупателей, а в нехватке автомобилей из-за забастовок и нехватки материалов. Торговая организация Chevrolet, которая не имела большого голоса в проекте Light Car, не видела особой необходимости в более дешевом автомобиле меньшего размера и отказалась продавать 300000 таких автомобилей в год — минимальный объем, который, по расчетам корпорации, потребуется Chevrolet. заработать на кадете любые деньги.

GM наконец отключило подразделение легких автомобилей, хотя Макферсон и некоторые из его сотрудников были переведены в инженерный штаб корпорации, чтобы продолжить работу над Cadet в качестве перспективного исследовательского проекта.

Вопреки некоторым предположениям, Chevrolet Cadet был , а не на основе Holden 48/215. Модель 48/215, которая была разработана примерно в то же время, что и Cadet, и дебютировала в Австралии в ноябре 1948 года, была фактически основана на более раннем прототипе малолитражного автомобиля 195-Y-15, который GM Engineering разработала незадолго до войны. ; любое сходство между 195-Y-15 и Cadet было случайным.48/215 был длиннее, имел значительно более короткую колесную базу и значительно более широкую колею, и у него не было ни одной из новаторских инженерных особенностей Cadet, за исключением его унифицированной конструкции «Aerobilt». (Фото: «1948 Holden FX Sedan» © Sicnag, 2011; размер изменен и изменен в 2014 году Аароном Северсоном и используется по общей лицензии Creative Commons Attribution 2.0, с модификациями, предлагаемыми по той же лицензии)

МАКФЕРСОН НА FORD

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

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

Когда Макферсон прибыл в Ford, собственное подразделение легковых автомобилей компании уже было закрыто, но сам автомобиль заинтересовал Мориса Дольфуса, главы французского филиала Ford, который решил купить дизайн, преобразовать его в метрические размеры и запустил его в производство как французский Ford Vedette. Мы не знаем, принимал ли Макферсон какое-либо участие в разработке Vedette, которая дебютировала примерно через год после его прихода в Ford, но если так, то, вероятно, это было незначительно. (У Vedette действительно была независимая передняя подвеска, но вопреки многим отчетам (и нашей собственной более ранней ошибке) , а не , использовали стойки.)

Макферсон получит возможность применить некоторые из его идей в области небольших автомобилей к другим продуктам английских и немецких дочерних компаний Ford, которые в ту эпоху все еще сильно зависели от корпоративной штаб-квартиры в Дирборне как с точки зрения проектирования, так и с точки зрения дизайна. В январе 1949 года он подал заявку на патент (переуступленный Ford) на то, что мы теперь называем «классической» подвеской со стойкой Макферсон, более подробно описанной на следующей странице. Во многих отношениях это было дальнейшее усовершенствование подвески Cadet, направленное на снижение веса и производственных затрат.

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

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

Макферсон впоследствии применялась на всех английских моделях Ford и некоторых модификациях немецкого Taunus. Любопытно, что Ford не использовал распорки на каких-либо моделях, построенных в США, до появления первой платформы Fox Fairmont в 1978 году. Даже ранние унифицированные продукты Ford, такие как Lincoln 1958–1960 и оригинальный Ford Falcon, сохранили двойные поперечные рычаги, хотя некоторые из этих автомобилей использовали высокие -установленные пружины (расположенные на каждом верхнем поперечном рычаге), которые иногда неправильно называют стойками.Компания Ford вкратце рассмотрела вопрос об использовании стоек Макферсона для передней подвески Ford Thunderbird 1958 года, но в конечном итоге отказался от этого, поскольку потенциальная экономия средств перевешивалась отсутствием общности с другими моделями Ford.

Другие производители не спешили внедрять стойки MacPherson, по-видимому, из-за ранее существовавших патентов, но в 1957 году Колин Чапман из Lotus Engineering представил новую вариацию на тему Макферсона для гоночного автомобиля Lotus Type 12. В так называемой «стойке Чепмена», используемой только на задних колесах, в качестве рычагов управления использовались двухшарнирные полуоси, дополненные продольными рычагами с каждой стороны.Lotus также использовала стойки Chapman на Type 14 Elite с 1959 по 1962 год, но отказалась от них на более позднем Elan в пользу более традиционной компоновки задней стойки.

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

В Ford Thunderbird 1958–1960 годов не использовались стойки Макферсона (хотя Ford серьезно задумывался об этом), но был одним из первых унифицированных автомобилей Ford для американского рынка, в основном по настоянию Макферсона. (Прежде чем кто-либо спросит, более ранняя конструкция моста и фермы Lincoln Zephyr и Continental не была монококом в современном понимании.) (фото автора)

Макферсон был повышен с должности старшего инженера до главного инженера в 1949 году. В мае 1952 года он сменил Гарольда Янгрена на посту вице-президента Ford по техническим вопросам. Проблемы со здоровьем и приближение пенсионного возраста побудили Макферсона уйти с этой должности в апреле 1957 года, его сменил Эндрю Кучер, но он остался с Ford еще на год в качестве вице-президента и советника по технической политике. Макферсон умер в 1960 году в возрасте 69 лет.

Спустя несколько лет, когда истек срок действия патентов MacPherson, амортизационные стойки MacPherson стали быстро распространяться в США.К., Европа и Япония. Struts потребовалось больше времени, чтобы завоевать популярность среди других автопроизводителей Детройта, особенно из-за их предложений, произведенных в США, но сегодня очень мало автопроизводителей, где не использовали бы стойки MacPherson, по крайней мере, для некоторых моделей — даже такие компании, как Honda, которые имели отказался от длинных распорок в пользу двойных поперечных рычагов.