Подвеска типа макферсон её устройство и принцип работы

Как она функционирует

Работает подвеска МакФерсона так: при наезде на неровность, колесо вертикально смещается относительно кузова и это обеспечивает стойка (за счет сжатия пружины) и рычаг, крепящийся подвижными соединениями к ступице и несущей части.

Пружина воспринимает усилие, но она не способна его быстро загасить, и здесь в работу вступает амортизатор, который и поглощает всю энергию.

Во время наезда на неровность также возникает усилие, которое старается сместить само колесо в продольном направлении. С таким негативным действием «борются» два рычага, установленных под углом или же один А-образный, у которого две вершины крепятся к кузову и только одна – к ступице.

После преодоления неровности, пружина принимает исходное положение, из-за чего колесо, относительно кузова, выравнивается.

При преодолении неровностей оба колеса смещаются независимо друг от друга. Но при этом подвеска не способна полностью поглотить все усилия и часть их все же передается на кузов. При этом возникает вероятность раскачивания несущей части, если оба колеса движутся по неровности.

Чтобы этого не произошло и используется стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий две независимые подвески одной оси. Он представляет собой обычный торсион и за счет возникновения сил, противодействующих скручиванию, он способен погасить колебательные движения кузова.

Независимая ни от кого подвеска МакФерсон

Эрл МакФерсон был действительно талантливым инженером и пришел в Дженерал Моторз уже не с пустыми руками. Правда, многие его идеи отбраковывались руководством, как несоответствующие имиджу концерна. Простота — не всегда признак надежности и универсальности. Это же касается и подвески автомобиля. Концерн считал, что подвеска обязана быть комфортной, иметь хорошую управляемость. Стоимость подвески как в производстве, так и в обслуживании, не слишком волновала на тот момент Дженерал Моторз. В подвеске МакФерсона — все наоборот. Но обо всем по порядку.

Видеоурок об устройстве подвески

Десятилетиями доказывающая свою состоятельность, двухрычажная подвеска вполне устраивала большинство производителей и потребитель особенно не выставлял претензий к ней. Не будем описывать инженерные тонкости, скажем лишь, что стандартная двухрычажная независимая подвеска состоит из поворотного кулака с колесной ступицей, амортизатора с пружиной и двух разноплечих рычагов — верхнего и нижнего. Просто, ничего лишнего и крайне эффективно.

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 подвеска 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.

КОНСТРУКЦИЯ АМОРТИЗАЦИОННОЙ СТОЙКИ МАКФЕРСОН

Упругий и демпфирующий элементы подвески собраны в единую конструкцию – стойку. Амортизационная стойка состоит из:

  • корпуса (с нижней чашкой пружины);
  • амортизатора;
  • пружины;
  • верхней опоры.

Корпус используется для размещения в нем амортизатора. Демпфер помещается внутрь корпуса, на который накручивается гайка, удерживающая амортизатор. Корпус также используется для соединения стойки со ступицей колеса и для закрепления наконечника рулевой тяги.

Сверху на корпус с зафиксированным в нем амортизатором надета пружина. Причем она получается зажатой между двумя чашками – корпуса и верхней опоры. В сжатом состоянии ее удерживает шток амортизатора, проходящий через опору и зафиксированный гайкой.

Верхняя опора выступает в качестве элемента для соединения подвески с кузовом. Она фиксируется в специальных углублениях в колесных арках. Это позволило отказаться от использования верхнего рычага в подвеске. При этом сама стойка выступает в роли поворотного кулака, обеспечивающего поворот колеса. Для снижения трения в верхней опоре установлен подшипник, который позволяет стойке легко вращаться вокруг своей оси.

В нижней части амортизационная стойка крепится к кузову рычагами. На авто используются подвески МакФерсон с одним обычным рычагом (в виде штока с проушиной для сайлентблока с одной стороны и отверстиями для крепления шаровой опоры – с другой), А-образным, Г-образным или двумя рычагами, расположенными под углом друг к другу.

С кронштейном кузова нижний рычаг соединяется посредством сайлентблоков – резинотехнических элементов, обеспечивающих упругое соединение.

Со ступицей колеса нижний рычаг соединен шаровой опорой, обеспечивающей возможность стойке вращаться вокруг оси.

Подвеска МакФерсона подразумевает использование стабилизатора поперечной устойчивости. Причем это единственный элемент, соединяющий подвески колес одной оси. Этот стабилизатор имеет П-образную форму и в центральной части крепится к кузову (подрамнику). Своими концами стабилизатор соединен с элементами подвески. Причем на одних моделях он соединяется напрямую, в других же используется дополнительная стойка стабилизатора.

Недостатки

Минусы заключаются в следующем:

  • слабые кинематические параметры, склонность переднего колеса к изменению угла наклона в вертикальной плоскости, иногда в существенных пределах;
  • постепенное растрескивание гнезда брызговика, в посадочном месте опорного подшипника амортизационной стойки и, как следствие, появление коррозии;
  • при экспуатации на дорогах с некачественным покрытием рабочий ресурс подвески МакФерсона резко снижается;
  • ремонт устройства, как текущий, так и капитальный, обходится дорого, поскольку это связано с очень сложной системой сборки-разборки узлов;
  • отсутствие компенсации при продольных кренах автомобиля, возвратные откаты практически отсутствуют;
  • по причине конструктивной механической субтильности подвеска «МакФерсон» никогда не используется в спортивных моделях и гоночных болидах;
  • рамные автомобили не могут нести подвеску типа «МакФерсон», так как нет возможности совместить ее верхние кронштейны с базой — слишком высоко;
  • подвеска не совмещается с гидропневматикой ходовой части большинства моделей классов С и Е;
  • задняя подвеска не выдерживает продольных напряжений, особенно в режиме экстренного торможения.

Составляющие элементы подвески

Каждый элемент подвески выполняет важную функцию, благодаря чему управляемость транспортного средства максимально комфортная.

Амортизационная стойка

Данный узел состоит из амортизатора, между опорными чашками которого зажата пружина. Чтобы разобрать узел, необходимо использовать специальный съемник, который сжимает витки, делая безопасным откручивание крепежных болтов.

Верхняя опора фиксируется в стакане кузова, и часто имеет в своем устройстве подшипник. Благодаря наличию этой детали возможна установка модуля на поворотный кулак. Это позволяет выполнить поворот колеса без вреда для кузова транспорта.

Чтобы обеспечить устойчивость машины на виражах, стойка устанавливается с небольшим наклоном. Нижняя часть имеет небольшой вынос наружу. Этот угол зависит от особенностей всей подвески, и он не регулируется.

Нижний поперечный рычаг

Поперечный рычаг нужен для предотвращения продольного движения стойки, когда машина упирается в препятствие, например, в бордюр. Чтобы рычаг не перемещался, он фиксируется на подрамнике в двух местах.

Иногда встречаются рычаги, которые имеют одну точку крепления. В этом случае его поворот также невозможен, так как он все равно будет зафиксирован тягой, которая тоже будет упираться в подрамник.

Рычаг является своего рода направляющей для вертикального перемещения колеса независимо от угла поворота. Со стороны колеса на нем крепится шаровая опора (о ее конструкции и принципе замены рассказывается отдельно).

Стабилизатор поперечной устойчивости

Этот элемент представлен в виде изогнутой тяги, которая соединяет оба рычага (по краям) и подрамник (фиксируется в центре). Некоторые модификации имеют собственную стойку (зачем она нужна и как работает, рассказано здесь).

Задача, которую выполняет поперечный стабилизатор – устранять крен авто при прохождении поворота. Помимо повышенного комфорта деталь обеспечивает безопасность на виражах. Дело в том, что когда машина на большой скорости входит в поворот, центр тяжести кузова перемещается на одну сторону.

Красная тяга — стабилизатор

Из-за этого с одной стороны колеса нагружаются сильнее, а с другой – наоборот разгружаются, что приводит к уменьшению сцепления их с дорогой. Поперечный стабилизатор прижимает облегченные колеса к земле, обеспечивая лучший контакт с покрытием дороги.

Все современные машины по умолчанию оснащаются передним стабилизатором. Однако много моделей также имеют и задний элемент. Особенно часто такое устройство можно встретить на полноприводных авто, участвующих в раллийных гонках.

Многорычажка или Macpherson

Макферсон часто сравнивают с многорычажной подвеской, которая, сразу скажем, такой же простотой явно похвастаться не может. В ней используется несколько рычагов с каждой стороны, что приводит к удорожанию обслуживания и ремонта, а также возрастают и требования к квалификации мастеров, которые ее обслуживают.

Однако такое обилие рычагов применяется неспроста — они уменьшают нагрузку, снимают часть вибрационных явлений, что, в конечном счете, повышает комфорт для водителя и пассажиров. Именно по этим причинам мы можем наблюдать ее в машинах представительского и спортивного сегментов.

Макферсон не может обеспечить такого комфорта и такого уровня управляемости. Стоит отметить еще возникновение проблемных зон в местах работы поворотных подшипников. Зато, если сравнивать эти 2 конструкции по стоимости и простоте технического обслуживания, то лидирует однозначно Макферсон.

В рамках сегодняшнего обсуждения мы постарались разобрать работу подвески Макферсон и ее сильные, а также слабые стороны. Кому интересно получать регулярно новые материалы — добро пожаловать в число постоянных подписчиков. Обязуемся разбирать и впредь практически полезную информацию. До скорых встреч, уважаемые автолюбители!

Просмотры:1321

0Нравится

Достоинства и недостатки

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

Имеет относительно небольшие габариты, от сюда небольшой вес. Благодаря своей компактности макферсон подвеска может использовать как для компактных, так и для субкомпактных автомобилей. А не тяжелый вес конструкции позволяет не утяжелять транспорт, таким образом, сохраняется уровень топливного расхода в разумных пределах;

Макферсон подвеска способна выдержать большой вес конструкции;
Надежность. Благодаря тому, что конструкция имеет не много элементов, количество соединительных мест от этого меньше, а значит и надежность выше;
Макферсон подвеска позволяет уменьшить боковые и продольные силы, которые возникают в местах, где присуще крепление к кузову за счет большого расстояния высоты между опорными узлами;
Минимальные затраты на производство. Сборка автомобиля, становится намного проще, так как подвеска собирается, как правило, на отдельном сборочном участке, и устанавливается в один приём;
Применение подвески Макферсон позволяет поперечно поместить двигатель автомобиля с коробкой передач в пространстве под капотом;
Элементы неподрессоренной области подвески имеют гораздо меньший вес;
Конструктивная компактность относительно продольного и поперечного сечения;
Большой ресурс элементов подвески: верхней опоры, шаровой шарнир и рычага. Возможность самостоятельного определения износа. Опора стоики имеет вид опорного подшипника качания, который обладает огромным ресурсом. Шаровая и рычаг так же имеют большой ресурс. Все по тому, что в данном типе подвески эти элементы не подвергаются негативному эффекту от движения авто по неровным участкам дорожного покрытия, за счет этого они долговечны. В случае, когда появляется неустойчивость автомобиля во время движения и к тому же, это сопровождается постукиванием – это значит, что проблемы с подвеской

И на это водитель всегда обратит внимание.

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

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

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

А кто такой МакФерсон?

Здравствуйте всем, кто читает мой отзыв. Ну а кто не читает — тем Не здравствуйте

Я думаю, что моими впечатлениями от Камрюхи все уже сыты по горло. Посему впечатлений больше не будет. Теперь я попробую виртуально разобрать мою коровушку на основные узлы и агрегаты. Вообще, честно говоря, на месте модераторов я бы давно меня вытурила с Дрома. Иначе я заполоню буковками все свободное пространство. Но пока модераторы не спохватились — я хочу открыть вам страшную тайну: МакФерсон — это не изобретатель БигМака и Макарон. А кто же он, этот МакФерсон? Чтобы разобраться в этом вопросе, достаточно посмотреть какая подвеска у Камрюхи. Итак: передняя — независимая, пружинная, типа МакФерсон, со стабилизатором поперечной устойчивости; задняя — независимая, пружинная, на продольных и поперечных рычагах, стойка МакФерсон, со стабилизатором поперечной устойчивости. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что МакФерсон – это изобретатель определенного типа подвески. Гугл услужливо подсказал, что звали старика МакФерсона – Эрл Стили. И был он американским инженером. Причем данная конструкция была изобретена им еще в 40-х годах прошлого века, однако массово начала использоваться только в 70-е годы. Интересно почему? И на это есть ответ – только к 70-м года изобрели достаточно крепкие стойки. Дело в том, что МакФерсон при частой работе (то бишь кочка-ямка) амортизаторы не бережет совсем.

Так почему же подвеска типа МакФерсон так популярна? В первую очередь она дешевая. Простая в устройстве, достаточно надежная и при этом компактная. Колеса между собой не связаны. Однако на автомобилях премиум класса МакФерсон не устанавливают. Казалось бы зачем изобретать велосипед – если Эрл все придумал почти век назад? Но видимо у этой подвески тоже имеются свои подводные камни.

Как мы видим основная цель МакФерсоновской подвески – быть дешевой при относительной надежности. Но на чем же мы экономим?

Пожалуй, первый минус рассматриваемой нами подвески – неверная кинематика. Т.е. колесо двигаясь вверх, не остается перпендикулярным к дороге. Короче угол наклона колеса по отношению к дороге сильно изменяется. Причем, чем больше ход подвески – тем сильнее (т.е. на плохой дороге). Соответственно мы получаем неоптимальную устойчивость и управляемость автомобиля. Однако, покупая переднеприводный автомобиль, тем более претендующий на бизнес класс, мы изначально настроены на комфортную и спокойную езду в ущерб управляемости. Да и вообще, в принципе, передний привод предназначен не для водителей-профессионалов. Вообще Камри, как и многие другие переднеприводные автомобили, имеет недостаточную поворачиваемость. И это очень хорошо для новичков. Когда авто входит в поворот передок сопротивляется выбранной траектории. Т.е. машина как бы «отказывается» поворачиваться. Типичной реакцией водителя-новичка является ослабление педали газа. Скорость падает и появляется нагрузка на переднюю ось. Как следствие увеличивается сцепление с дорогой, что способствует вхождению в поворот. Если водитель не совсем новичок, то ему доступна такая функция как «тапка в пол». И как следствие тяга ведущих передних колес. У Камри для таких маневров мощи относительно хватает, но подводит подтупливающая коробка. Но кажется меня понесло не в ту сторону…

Итак возвращаемся к выбранной траектории отзыва. Следующий минус МакФерсона – благодаря конструктивным особенностям подвески – невозможность хорошей шумоизоляции колесной арки. Далее следует так же отметить относительно быструю изнашиваемость стоек при плохих дорогах. Дальше – хуже – трещины в зоне крепления, а следом и коррозия. Добавим сюда еще и плохую компенсацию качка переда при торможении.

Соответственно что мы с вами получили? Подвеску, в принципе технически плохо пригодную для плохих дорог и быстрой езды. Однако японцы явно должны были учитывать все вышеуказанные минусы и попробовать что-нибудь предпринять. Попозже мы посмотрим на противостояние МакФерсон – Тойота.

На этом все, и, кстати, данный опус предназначен не для мужской половины. Мужская половина итак все это знает.

Признаки и неисправности подвески МакФерсон

Первая и весьма заметная неисправность – раскачивание кузова автомобиля

. Основной признак того, что стойки амортизатора вычерпывают свой ресурс и приходят в негодность. Как результат потеря комфорта, ухудшение управляемостью автомобиля, а так же ускоренный износ сопутствующих деталей подвески.

Автомобили, на которых установлены ABS и ESP

, в случае поломки подвески начинают чаще срабатывать и сигнализировать. Как только Ваш «железный конь» начинает клевать носом или же раскачиваться, то не стоит откладывать на потом. Результат таких поломок – пропорциональное увеличение тормозного пути, чем больше поломка, тем медленней будет останавливаться автомобиль. Соответственно и безопасность автомобиля теряется.

Потеря курсовой устойчивости

еще одна причина, по которой стоит обратить внимание на подвеску автомобиля. Выход или ослабление одного из амортизаторов приводит к уменьшению упора машины на все 4 колеса

Таким образом, при заходе в поворот, машину попросту заносит, само скольжение любой оси говорит о возможной поломке.

Хотя бы раз в жизни каждый водитель ощущал на себе, как автомобиль клюет носом или подкидает зад

. Обычно это приводит к плохому самочувствию, снижению внимания или куда более яркие последствия такой поломки. Это очередной признак выхода из строя амортизаторов автомобиля, сама ж раскачка и неправильное распределение массы машины ощущается при резком разгоне или торможении. Комфортно сидеть в таком автомобиле никак нельзя, к тому же все это вредит кузовной конструкции.

Уменьшение дорожного просвета

так же признак выхода из строя одной из частей подвески, если вы конечно не сторонник «заниженных» автомобилей, а подвеска автомобиля не проходила доработок. Причин такой поломки может быть несколько, усталый металл, коррозия одной из деталей. Чаще всего могут просесть пружины (сокращают ход сжатия), за счет чего вся сила удара передается за кузов и салон автомобиля, расширяются соединения и стыки на кузове и по интерьеру.

Неравномерный износ шин и излишняя жесткость

, именно с этих показателей и начинается большинство проблем с подвеской. Увидеть износ шин можно невооруженным глазом, а жесткость будет ощутима при езде по неровной дороге. Для подвески МакФерсон это весьма распространенное явление, за счет плавающего угла колес (нарушение развала-схождения колес) или же проседания амортизационной стойки в целом.

Отличие амортизационной стойки от амортизатора

Амортизатор – демпфирующий элемент подвески, предназначенный для гашения колебаний. Амортизационная стойка, в свою очередь, состоит из амортизатора и пружины. Таким образом, помимо конструктивных особенностей, стойка выполняет намного больше функций, а именно является одновременно несущим, упругим и демпфирующим элементом конструкции.


Амортизационная стойка подвески

Отличие стойки от обычного амортизатора:

  1. Представляет собой более сложный механизм.
  2. Имеет усиленную конструкцию и больший диаметр штока.
  3. Является упругим элементом, воспринимающим нагрузки от дорожной поверхности.
  4. Удерживает вес автомобиля.
  5. Поворотная опора амортизатора участвует в повороте колес автомобиля.
  6. Воспринимает осевые и боковые нагрузки.

Различия

Принципиальное отличие нового изобретения от предыдущей схемы заключалось в переносе шаровой опоры в крайнюю верхнюю точку амортизационной стойки. Шарнир при этом был изменен, опора превратилась в шариковый подшипник радиальной конструкции. Теперь вся нагрузка приходилась на верхушку амортизационной стойки. Штампованный брызговик моторного отсека из тонкого металла, на котором крепился узел, уже не отвечал задачам, и его пришлось усилить в несколько раз.

После всех усовершенствований подвеска «МакФерсон», схема которой представлялась упрощенной, по своим параметрам стала полностью соответствовать требованиям безопасности.

Массовое применение изобретения МакФерсона началось в семидесятых годах прошлого столетия, когда удалось создать телескопическую стойку нового образца с достаточным ресурсом. Подвеска МакФерсона стала технологичной и малозатратной в изготовлении, что позволило использовать механизм в производстве легковых автомобилей малого и среднего класса.

Применение

Не взирая на наличие небольшого числа минусов, на большинстве популярных моделей применяется данный вариант независимой подвески. Этому способствует её простота, надёжность и дешевизна для массового производства.

Кроме стандартного набора элементов, в конструкциях применяются модернизированные вариации. В таких вариантах принято менять стандартный амортизатор на гидропневматический аналог.

На каких машинах же стоит данный тип конструкции? Например, её можно встретить на -Benz W124, многих моделях BMW, Skoda (Octavia), Mitsubishi (Lancer), Kia (Soul), Honda (Creta), 80 и в отечественном автопроме 2109.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Драйвер
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector