Подвеска МакФерсон (McPherson), её устройство и основные плюсы и минусы.
В данной статье мы узнаем что такое подвеска МакФерсон, рассмотрим конструкцию данной подвески и ее основные плюсы и минусы.
Основным конструкционным элементом подвески является амортизационная стойка, из-за чего она также получила название «качающаяся свеча». «Свечная подвеска» преимущественно используется для передних колес. Использование подвески Макферсона позволило разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве поперечно и обусловило её широчайшее использование в современном переднеприводном автомобилестроении.
Подвеска МакФерсон состоит из:
- подрамник
- поперечный рычаг
- поворотный кулак
- амортизаторная стойка
- стабилизатор поперечной устойчивости
Схема подвески МакФерсон
Подвеска типа МакФерсон имеет множество модификаций, но список составляющих почти один и тот же: стабилизатор поперечной устойчивости, амортизационную стойку, поворотный кулак, поперечный рычаг и подрамник.
Основным несущим элементом подвески является подрамник. Крепление подрамника 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, стабилизатора поперечной устойчивости и опор поперечного рычага.
С двух сторон с помощью резиновых втулок к подрамнику крепятся поперечные рычаги 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.
Подвеска МакФерсон (McPherson)Преимущества и плюсы подвески МакФерсон:
- относительно компактная
- меньшая неподрессоренная масса
- менее затратная при производстве в сравнении с исполнением подвески на двойных поперечных рычагах
- значительный ресурс верхней опоры стойки, представляющей собою упорный подшипник качения
- легкая диагностика неисправностей вследствие наличия чётких симптомов износа
Недостатки и минусы подвески МакФерсон:
- работа подвески «на пробой» и езда по плохим дорогам приводит к образованию усталостных трещин в точках крепления стоек на брызговике крыла
- сравнительно с подвеской на двух продольных или поперечных рычагах, параметры кинематики несколько хуже
- частый выход из строя амортизационных стоек с необходимостью трудоемкой и дорогостоящей их замены
- относительно меньшая компенсация «клевка» (продольного крена) при торможении
- передача дорожных шумов на кузов и в салон
- необходимость усиления брызговика крыла
В целом, недостатки подвески ограничивают возможность её применения.
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 автомобилей.
Специалисты автотехцентра Ниссан, имеют большой опыт в диагностике и ремонте подвески автомобилей. Записывайтесь, звоните 8 (912) 220-85-27 и презжайте к нам. г. Екатеринбург, ул. Кислородная 7, Автотехцентр Ниссан Клуб
← Определяем основные неисправности подвески.
|
Торсионная подвеска — что это такое и как она работает.
Передняя подвеска макферсон: хит автомобильной промышленности
Подвеска
04.12.2016
0 1 217 3 minutes read
Передняя подвеска макферсон (McPherson). В этот раз мы уделим внимание этому узлу подвески, от которого напрямую зависит комфорт езды.
Главной «фишкой» данной конструкции, помимо того, что она является амортизаторной стойкой, считается эволюционирующим вариантом подвески на двойных поперечных рычагах.
Сама по себе МакФерсон создавалась для передней оси автомобилей, хотя её модификации встречаются и в качестве задней подвески, правда, иногда под другим именем — подвеска Чепмена.
Оглавление
- 1 Передняя подвеска макферсон
- 2 Что внутри у МакФерсона?
- 3 Положительные и отрицательные стороны МакФерсона
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.
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.
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.
Положительные и отрицательные стороны МакФерсона
Поговорим о плюсах и минусах. Главным образом автопроизводителей в подвеске МакФерсон прельщает её компактность, что позволило им размещать двигатель в машинах поперечно. Такое позиционирование силового агрегата крайне важно для переднеприводных транспортных средств.
Передняя подвескаПомимо этого, она довольно дешёвая в производстве, что в сочетании с огромным рабочим ресурсом и неплохими эксплуатационными характеристиками является настоящей находкой для компаний, выпускающих автомобили.
Но, если бы передняя подвеска макферсон была столь идеальной, то она давно бы стала единственной разновидностью, но этого не происходит и тому есть ряд причин.
К её минусам можно отнести существенное изменение угла наклона колеса к вертикальной плоскости, так называемого развала, при глубоком ходе подвески.
В первую очередь это отражается на управляемости и устойчивости машины, и в этом плане передняя подвеска макферсон уступает подвеске на двойных поперечных рычагах. В дополнение к этому, при езде по бездорожью она довольно быстро разрушает крепление к брызговику, да и сами амортизаторы в данном случае быстро изнашиваются.
Таким образом, МакФерсон отлично подходит автомобилям, которые предназначены для городской езды и относятся к бюджетному или среднему ценовому диапазону, коих большинство. Элитные машины, внедорожники, а также спорткары, как правило, этот тип подвески не используют.
Ну что ж, друзья, на этом мы заканчиваем рассказа о подвеске МакФерсон. Не забывайте подписываться на наш блог и следить за его обновлениями.
До новых встреч!
Статьи по теме
Шаровые шарниры — MacPherson
Шаровые шарниры представляют собой сферические подшипники, соединяющие рычаги управления с поворотными кулаками.
Когда колесо движется вверх и вниз, подвеска поворачивается через шаровые шарниры, позволяя колесу двигаться независимо от шасси.
Macpherson Ride Chassis-это ваше стремление для доверенных производительности для всех популярных грузовиков и транспортных средств
Оптимальные характеристики
Установка отраслевого эталона с качественными компонентами, Macpherson Ballts разработаны с улучшенными пыли Bootts. конструкции и материалы для превосходной производительности.
БЫСТРАЯ УСТАНОВКА
Экономьте время благодаря монтажному оборудованию, входящему в комплект поставки.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ ПРЕВОСХОДНЫМ ДИЗАЙНОМ
Соответствует или превосходит спецификации оригинального оборудования по посадке, форме и функциям.
КОРРОЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ ULTRA-GUARD™
Предотвращает образование вредной ржавчины и увеличивает срок службы деталей благодаря защитной антикоррозийной обработке поверхности.
MACPHERSON TRUCK ПРИМЕНЕНИЕ
Испытайте максимальную производительность шаровых шарниров, модернизированных для работы в тяжелых условиях эксплуатации.
MACPHERSON CAR APPLICATION
Продлите срок службы благодаря прочным и долговечным шаровым шарнирам, устойчивым к износу.
BOOTSTALLER
Ускорьте установку и идеально разместите шаровой шарнир с помощью этого экономящего время инструмента в коробке.
ОЧЕНЬ ЛУЧШИЙ В ЧАСТЯХ ПОДВЕСКИ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОРИГИНАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, УПРАВЛЯЕМОСТИ И ЕЗДЫ
Шаровые шарниры представляют собой сферические подшипники, соединяющие рычаги управления с поворотными кулаками. Когда колесо движется вверх и вниз, подвеска поворачивается через шаровые шарниры, позволяя колесу двигаться независимо от шасси.
В зависимости от системы подвески (неразрезная, двухрычажная, многорычажная или МакФерсон) шаровые опоры могут располагаться на передних верхних и/или нижних рычагах и поворотных кулаках, а также в некоторых системах задней подвески.
КОНСТРУКЦИИ ШАРОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Запрессовка – Шаровая опора плотно запрессована в рычаг, дополнена стопорным кольцом.
Болтовое крепление — OEM шаровые опоры могут быть приклепаны к шасси. Конструкция с болтовым креплением на вторичном рынке имеет монтажный фланец, который крепится болтами к рычагу управления или поворотному кулаку.
Унифицированный — Алюминиевые рычаги подвески OEM часто интегрируют шаровой шарнир в сборку. Это может потребовать замены всего узла.
Признаки неисправности/износа шарового шарнира
• Стук в передней подвеске
• Чрезмерная вибрация передней части автомобиля
• Блуждание рулевого управления влево или вправо
• Неравномерный износ шин
• Невозможность отрегулировать систему рулевого управления и подвески
Проверка на неисправность Изношенные шаровые шарниры
• Пятна неравномерного износа на шинах или выступающая вперед передняя часть колес могут указывать на изношенные шаровые шарниры. Если износ шин одинаковый с обеих сторон, вероятно, шины недостаточно накачаны.
• Качайте шину вокруг оси колеса, поставив автомобиль на домкраты и взявшись за верхнюю и нижнюю часть шины, чтобы раскачивать ее внутрь и наружу. Хорошие шаровые шарниры не должны иметь люфта. Шум и люфт сверху указывают на проблему с верхним шаровым шарниром, а снизу — на проблему с нижним шаровым шарниром.
• Снимите колесо и осмотрите верхние и нижние шаровые шарниры на наличие признаков ржавчины, повреждений пылезащитного чехла или перфорации, вытекающей смазки или любых других потенциальных проблем.
• Поместите монтировку между нижним рычагом подвески и поворотным кулаком (двумя компонентами, соединенными шаровым шарниром) и попытайтесь разъединить их. Чрезмерный люфт, движение и/или щелкающие звуки указывают на то, что шаровые шарниры слишком ослаблены и нуждаются в замене.
Детали шасси McPherson Ride разработаны с учетом усовершенствований конструкции для увеличения срока службы и улучшения плавности хода. Детали McPherson Ride Chassis с антикоррозионным покрытием Ultra-Guard™ и высококачественной смазкой, улучшенный дизайн чехла и материал, обеспечивающие более высокую производительность и долговечность. Кроме того, в комплект поставки входит экономящее время оборудование для быстрой и простой установки.
Отправить мне информацию о продукте
Почему двухрычажная подвеска лучше?
В автомобильном мире существует множество общепринятых истин.
Во-первых, что касается производительности, подвеска на двойных поперечных рычагах превосходит ее. В большинстве гоночных автомобилей используются двойные поперечные рычаги, как и во многих лучших дорожных автомобилях. Тем не менее, если бы вы составили список автомобилей с лучшей управляемостью всех времен, вы бы обнаружили, что многие из них используют стойки MacPherson. Все 911, кроме новейших GT3 и GT3 RS; каждый Boxster и Cayman; все БМВ М3; новый Honda Civic Type R; братья и сестры Cadillac Blackwing; Toyota GR86/Subaru BRZ; список можно продолжить.
Это наш недавний сравнительный тест между Mazda Miata и новой GR86 заставил меня задуматься об этом. Хотя автомобиль — это гораздо больше, чем его технические характеристики, мне нравится внимательно изучать механический состав автомобиля, чтобы попытаться объяснить, почему он ощущается именно так. На мой взгляд, двойные поперечные рычаги в передней части Miata делают его более «чистым» спортивным автомобилем, чем GR86 с его передней стойкой MacPherson (следствие его далеких корней массового рынка).
Чтобы понять, почему двухрычажная подвеска считается своего рода платоническим идеалом, давайте начнем с основ независимой подвески. Терри Сэтчел, бывший инженер как Penske Racing, так и GM, хорошо определяет это в книге Race Car Vehicle Dynamics , одной из лучших книг на эту тему. «Для независимой подвески, будь то передняя или задняя, сборка рычагов управления предназначена для управления движением колеса относительно кузова автомобиля по единой заданной траектории», — написал он. Работа независимой подвески заключается в контроле — или, как выразился Сэтчелл, «жестком» ограничении — пяти направлений движения шин: толчок/отскок, отскок/провал, поперечное, продольное и развал. Чтобы управлять каждым из них, вам нужна какая-то связь, а поперечный рычаг подвески — это, по сути, всего два соединенных звена. Два поперечных рычага плюс рулевая тяга — это пять звеньев.
Архив R&T
На заре независимой подвески автоинженеры использовали поперечные рычаги одинаковой длины, но вскоре обнаружили, что это приводило к чрезмерному царапанью шинами дорожного покрытия, поскольку ширина колеи изменяется по мере того, как кузов автомобиля катится по неровностям. поворот. Кроме того, в поворотах внешняя шина получает развал, а внутренняя шина теряет развал… что является полной противоположностью тому, что вы хотите. Все это приводит к меньшему сцеплению, а использование более длинного предплечья и более короткого плеча решает обе эти проблемы. С этой так называемой подвеской с короткими длинными рычагами и подвеской (SLA) ширина колеи остается стабильной при прохождении поворотов, в то время как внешняя шина получает отрицательный развал, а внутренняя шина либо остается нейтральной (протектор параллельен поверхности дороги), либо получает положительный развал. . Вот почему вы часто видите гоночные автомобили с большим отрицательным развалом. Когда автомобиль катится на внешнее колесо, пятно контакта становится более широким, что приводит к лучшему сцеплению с дорогой.
Alpine
Alpine
Проблема с двухрычажной компоновкой заключается в том, что это мечта для водителя, но кошмар для крупной автомобильной компании. Деталей для изготовления очень много, и они занимают много места. Их трудно упаковать в любой автомобиль, который уделяет первостепенное внимание пространству в салоне, удвоить жесткость на компактном автомобиле, утроить жесткость на компактном автомобиле с передним приводом. Двойной поперечный рычаг может быть идеальным, но он имеет свою цену.
Если я чему-то и научился за почти 10 лет написания статей об автомобилях, так это тому, что делать автомобили дорого. Автопроизводители всегда стремятся сэкономить немного денег, где это возможно, и поэтому простое и дешевое решение почти всегда предпочтительнее. Простая и дешевая подвеска Эрла С. Макферсона со стойками, в которой для определения положения передних колес использовался пружинно-демпферный узел, что избавляло от необходимости в верхнем рычаге, оказалась революционной.
К шестидесятым годам многие европейские автомобили приняли переднюю подвеску со стойками Макферсон, а американские автомобили последовали за ней в последующие десятилетия. (Стойки MacPherson на самом деле не подходят для автомобилей с кузовом на раме, поэтому только в семидесятых годах, когда газовый кризис вынудил американских автопроизводителей строить автомобили меньшего размера с цельным кузовом, они начали отказываться от подвески на двойных поперечных рычагах.
Крупная автомобильная компания, такая как Toyota, стремящаяся вывести на рынок нишевый спортивный автомобиль с минимальными затратами, будет искать любой способ сэкономить деньги на его конструкции. Зачем платить за разработку экзотической установки с двойными поперечными рычагами, когда подойдут обычные стойки? Для GR86, с его широким плоским двигателем, выдвигающим лонжероны рамы к краям моторного отсека, плотная упаковка стойки, безусловно, не может повредить его корпусу. Однако, если говорить простым языком о максимальном сцеплении шин, стойка МакФерсон по своей сути скомпрометирована.
«Что делать со стойкой? Это не связь. Как ее расширить, чтобы построить мгновенный центр и центр вращения?» — говорит Дуг Милликен, который вместе со своим покойным отцом Уильямом написал книгу «Динамика гоночных автомобилей », в интервью журналу Road & Track .
«Ну, что вы делаете, так это перпендикулярно оси распорки, вы создаете звено, которое должно быть бесконечно длинным, и это эквивалентное звено для распорки. Это дает вам очень длинное верхнее звено, которое не способ вообще сделать компенсацию развала».
В поворотах вы просто не получите такого хорошего поведения развала, как у двухрычажной подвески. Милликен добавляет, что подвески со стойками также имеют большое трение внутри системы, что является еще одним следствием отсутствия верхних тяг. «Если вы не сделаете стойку с линейными шарикоподшипниками вместо обычных втулок, у вас всегда будет некоторое трение при любом движении», — говорит он. «Мало того, что у вас есть шаровая опора внизу для нижней тяги, у вас также есть этот ползунок, который не нагружен все время вдоль своей оси. Это может быть при определенных обстоятельствах, но обычно у него нагрузка на него, особенно в поворотах». Это приводит к большему изменению нагрузки на шину, и шины работают лучше всего, когда они удерживаются при (или, что более вероятно, почти) постоянных нагрузках.
Тем не менее, мы говорим здесь об экстремальных обстоятельствах. В обычном повседневном вождении подобные вещи не имеют такого большого значения, как когда вы мчитесь по своей любимой проселочной дороге или мчитесь по любимой трассе. Эти вещи также имеют значение в автоспорте, поэтому единственные гоночные автомобили, которые вы увидите со стойками, основаны на уличных автомобилях, и даже тогда 911 со стойками MacPherson долгое время использовал двойные поперечные рычаги в гоночных вариантах.
Несмотря на присущие стойкам MacPherson ограничения, хорошая конструкция означает, что они не являются проклятием для хорошей управляемости. «В Toyota [инженеры], вероятно, играли с различными углами и геометрией стоек, пытаясь получить наилучшее среднее значение, чтобы получить максимально возможную осевую нагрузку», — подозревает Милликен в отношении GR86. «Ось стойки, например, часто не является осью рулевого управления — она слегка наклонена. Тогда пружина может быть наклонена относительно стойки, чтобы принять на себя часть нагрузки пружины и направить ее вниз на пятно контакта, а не указывать на него.
вдоль оси стойки, что вызывает изгиб стойки назад от сил шин.
«Все эти мелкие детали имеют значение, и именно их сумма говорит вам, насколько хорошо все будет в целом. Я уверен, например, что кто-то или группа — это почти наверняка группа людей, которые действительно работают над автомобилем со стойками, вероятно, получат лучшую производительность от этой стойки, чем от объединенного SLA. Я думаю, что здесь есть место для дублирования ».
Д. У. Бернетт
Д. У. Бернетт
Мои знания — это веселое размышление о Miata и GR86. Miata великолепна отчасти потому, что Mazda приложила немало усилий, чтобы сделать для автомобиля изготовленную на заказ переднюю подвеску с двойными поперечными рычагами; GR86 великолепен, потому что Toyota (и Subaru) очень усердно работали над тем, чтобы сделать что-то потрясающее из своей подвески со стойками. Да, с точки зрения получения максимального сцепления от шины с наименьшими компромиссами, двойные поперечные рычаги являются главными, но целью дорожного автомобиля с высокими характеристиками не является постоянное максимальное сцепление.