Что такое подвеска макферсон, её схема, устройство и принцип действия

Творчество

В году Джеймс Макферсон опубликовал поэму «Горец» (The Highlander), а в году — книгу «Отрывки древней поэзии, собранные в горах Шотландии» (Fragments of Ancient Poetry Collected in the Highlands of Scotland), изданную анонимно. Затем, в году, Макферсон был направлен эдинбургской коллегией адвокатов в горы на севере Шотландии на поиски материалов об эпическом герое Фингале (Финне Маккулле), о деяниях которого рассказывал его сын Оссиан. Для такой экспедиции имелись основания: неграмотные гэльские сказители ещё недавно способны были многократно и слово в слово повторить старинные легенды, в записанном виде превышавшие 80 тысяч строк. Но, судя по всему, на слишком большое углубление в материал у Макферсона не было ни средств, ни времени. Вскоре книга вышла почти сразу двумя изданиями; а меньше чем через год её перепечатали в Лондоне. Издание имело успех, и на собранные по подписному листу деньги Макферсон предпринял ещё одну поездку в горную Шотландию за новыми материалами. Так появились поэмы «Фингал» (Fingal, 1762) на основе легенд о Финне Маккулле и «Темора» (Temora, 1763), якобы созданные легендарным ирландским героем Оссианом в III веке. Затем Макферсон объединил их с «Отрывками» в «Сочинения Оссиана, сына Фингала, переведённые с гэльского языка Джеймсом Макферсоном». Поэмы Оссиана завоевали огромную популярность в Европе и Америке, однако тайна была раскрыта и Макферсон был обвинён в литературной мистификации.

Сочинения Макферсона обеспечили ему значительное состояние. Его «оссиановские» поэмы представляли собой, в сущности, лишь вольную обработку подлинных кельтских преданий. Тем не менее славу литературного фальсификатора принесли Макферсону неприятные лондонской элите «наглость и псевдоучёность», при посредстве которых он пытался отстоять научную доброкачественность своих публикаций (не следует забывать, что геноцид горцев, последовавший за Каллоденом (), был памятен и сторонникам правящей династии, и горцам, а клан Макферсонов числился одним из наиболее мятежных). Подлинность так называемых «поэм Оссиана» поставил под сомнение Самуэл Джонсон. После смерти Макферсона его литературная мистификация стала «общепризнанным фактом», однако современная наука склоняется к тому, что он не столько фальсифицировал поэмы, сколько скомпилировал и отредактировал подлинные сказания в духе сентиментализма. До 30 фрагментов, включённых в «Поэмы», обнаружены в так называемой «Книге декана острова Лисмор» (en:The Book of the Dean of Lismore, гэльск. Leabhar Deathan Lios Mòir, манускрипте, который в 1512—1526 годы составили из записанных ими старинных шотландских легенд братья Джеймс Макгрегор (James MacGregor, гэльск. Seumas MacGriogair ) и Дункан Макгрегор (Duncan MacGregor, гэльск. Donnchadh MacGriogair).

Влияние на европейскую литературу

Несмотря на поставленные под сомнение достоинства поэм Макферсона и невзирая на его стилизаторство в духе предромантизма, «поэмы Оссиана» оказали огромное влияние на европейскую и, в частности, русскую литературу. Державин, Карамзин, Батюшков, Дмитриев, Гнедич, Жуковский, Баратынский и многие другие поэты переводили их и подражали им. Следует специально отметить, что рифмованное переложение одной из коротких поэм «Оссиана» — «Кольна» выполнено Пушкиным в юности (у Макферсона «Кольна-Дона»); ею завершается второй том «Поэм Оссиана».

Принцип функционирования

Изучив конструкцию передней подвески МакФерсон, можно приступить к рассмотрению принципа работы этого узла, что позволит понять, чего следует опасаться при несоблюдении правил эксплуатации автомобиля.

Вы уже знаете, что при проезде неровностей дороги колесо машины смещается вверх или вниз относительно кузова, что приводит к сжатию пружины и амортизационной стойки.

При этом большая часть ударного воздействия приходится на пружину. Являясь инерционным механизмом, она не способна в полной мере погасить момент инерции, и тогда ей на помощь приходит телескопическая стойка, основное назначение которой – погасить излишки энергии удара. В определённой степени на колесо автомобиля при наезде на препятствие действует и продольная сила, заставляя его сдвигаться вперёд или назад. Чтобы этого не происходило, в конструкции подвески имеются рычаги, установленные под определённым углом (имеются варианты с одним рычагом А-образной формы).

Поскольку после проезда неровности происходит обратный процесс (колесо движется в противоположном направлении), пружина стремится вернуться в исходное положение. Обычно на восстановление требуется несколько итераций, при этом каждое из передних колёс «работает» независимо друг от друга. Здесь может возникнуть такое явление, как бортовая качка транспортного средства – достаточно, чтобы вектор движения обеих колёс оказался в противофазе, что для плохих дорог – явление обычное.

Этот недостаток независимых подвесок типа МакФерсон компенсируется наличием стабилизатора поперечной устойчивости. Именно он является тем связующим звеном, которое соединяет обе подвески в единое целое. Физически поперечный стабилизатор представляет собой обычный торсион, препятствующий силам скручивания. Он также гасит поперечные колебания автомобиля.

Таков в общих чертах принцип работы подвески МакФерсон. Исходя из этого, можно понять, почему она столь востребована на переднеприводных легковых авто среднего и малого класса, почему она редко устанавливается на заднюю ось. Приведём небольшой перечень современных моделей, на которых «трудится» подвеска McPherson:

• Hyundai Creta;
• Audi 80;
• Mitsubishi Lancer;
• ВАЗ 2109;
• Ford Focus;
• Chevrolet Aveo;
• Nissan Maxima;
• Volkswagen Passat;
• Skoda Octavia;
• Kia Soul;
• Toyota Camry.

Мы уверены, что среди наших читателей наверняка будут обладатели машин перечисленных моделей.

Но ряд конструктивных особенностей не позволяет использовать этот агрегат на следующих транспортных средствах:

• на гоночных/спортивных авто. Причина – плохие кинематические характеристики, что для данного класса машин неприемлемо в силу специфики их использования;
• грузовые машины лёгкого класса. Здесь использование МакФерсон неприменимо из-за слишком высокой нагрузки, приходящейся на брызговик в месте крепления амортизационной стойки;
• внедорожники, которые предназначены для эксплуатации в тяжёлых условиях. Причина та же – нагрузки на место крепления стойки, которые приводят к преждевременному разрушению брызговиков;
• рамные автомобили, для которых верхнее крепление стойки требует применения специальных кронштейнов большого размера. Такая конструкция не только утяжеляет машину, но и делает её обслуживание неудобным;
• авто с подвеской гидропневматического типа. Такие машины имеются в ассортименте многих компаний, особенно у французских. Здесь причина банальна – громоздкая конструкция узла, не оставляющая места для МакФерсон. Но именно французским конструкторам из Citroen удалось решить эту проблему.

В отличие от многорычажной, подвеска МакФерсон практически идеальна для машин легкового класса, эксплуатирующихся преимущественно в городских условиях и только изредка используемых для поездок в условиях бездорожья.

Присмотритесь к своему автомобилю – не исключено, что на его передней оси используется именно макферсоновский механизм.

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.

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.

История

Свечная подвеска — предшественник «макферсона» (Fournier Voiturette BaBy, 1912 год). Движение колеса задано направляющей стойкой, также играющей роль шкворня.

Ford Vedette — первый автомобиль с подвеской системы Макферсона

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

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

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

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

Типичная конструкция передней подвески типа «макферсон» на современном автомобиле. Жёлтым выделен брызговик крыла с усилением, в который упирается стойка.

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

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

Задняя подвеска Чепмена на шасси .

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

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

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

Где устанавливают подвеску МакФерсон

Неоднократно выше упоминали, что встретить подвеску МакФерсон зачастую можно на переднеприводных автомобилях среднего и класса, на передней оси (реже устанавливают на заднюю ось). Но это не строгое правило, данный тип механизма так же можно встретить на бюджетных вариантах машин, как спереди, так и сзади. Самые популярные автомобили, на которых можно встретить подвеску МакФерсон, представлены ниже.

• Hyundai Creta;
• Mitsubishi Lancer;
• Audi 80;
• ВАЗ 2109;
• Chevrolet Aveo;
• Volkswagen Passat;
• Ford Focus;
• Nissan Maxima;
• Skoda Octavia;
• Toyota Camry;
• Kia Soul.

Это минимальный список того, где, применяется подвеска МакФерсон, поэтому найти и рассмотреть её можно на многих автомобилях. Не поленитесь подойти к любому автомобилю и посмотреть на устройство передней подвески, чтоб вполне понять и увидеть разницу с многорычажной.

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.

Принцип работы подвески McPherson

В целом, простота конструкции и малое количество составных элементов сделало этот тип независимой подвески популярным среди автолюбителей.

Работает амортизационная стойка так: при наезде колеса на выступ, колесо под действием сил начинает смещаться вверх. При этом ступица передает усилие на корпус стойки, а он – на пружину. Поскольку упругий элемент в верхней части через опору упирается в кузов, то воздействие, полученное колесом от дорожного полотна, приводит к сжатию пружины. При этом шток с поршнем в амортизаторе движется вниз.

После проезда препятствия, сжатая пружина разжимается и  прижимает колесо к дороге. Амортизатор же не дает пружине продолжить колебательные движения (сжиматься-разжиматься).

Нижний рычаг за счет подвижного соединения со ступицей и кронштейном кузова (благодаря сайлентблокам и шаровым опорам) позволяет ступице двигаться только вертикальном направлении, предотвращая продольные и поперечные смещения.

Если же этот тип подвески используется на задней оси, для предотвращения продольного смещения колеса некоторые автопроизводители дополнительно используют продольные рычаги.

Подшипник верхней опоры и шаровая опора дают возможность вращаться амортизационной стойке вместе со ступицей вокруг оси, поэтому колесо поворачивается. И вращение это происходит благодаря передаче усилия от рулевого механизма через тяги с наконечниками, соединенными с корпусом стойки.

Видео: ПОДВЕСКА BMW НАГЛЯДНО НА СТЕНДЕ

Стабилизатор, используемый в конструкции подвески, предотвращает поперечные раскачивания кузова при движении по неровностям.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Устройство и предназначение ходовой части автомобиля
• Какие лучше выбрать амортизаторы для своей машины?
• Стабилизаторы поперечной устойчивости – зачем они нужны?

Комфорт

Цель такого количества рычагов в независимой многорычажной подвеске — снять излишние нагрузки и вибрации, улучшить связь колес с дорогой, повысить комфорт водителя и пассажиров. Поэтому, в качестве передней подвески, многорычажка почти всегда применяется на представительских и спортивных авто, а в качестве задней – на авто классом пониже, но в высоком ценовом сегменте.

А что с комфортом у макферсона? Естественно, отсутствие «лишнего» рычага вызвало необходимость перераспределить нагрузки между оставшимися элементами подвески: часть нагрузок забрал стабилизатор, работающий в связке с нижним рычагом, а часть нагрузки «ушла» на поворотный шарнир в подкрылках.

При «гражданских» режимах эксплуатации такой узел показывает себя с лучшей стороны. Однако в жестких условиях данное решение, не лучшее. Причины следующие:

Управляемость не на высоте. Связанно это — с большим ходом подвески, когда в сжатом ее состоянии угол развала отрицательный, а в свободном — положительный

В дорожных условиях, при неважном покрытии, такая подвеска вызывает «переставку» или расширение динамического коридора.
При чрезмерных нагрузках на чашечки, возможны необратимые повреждения кузова, причем сам поворотный подшипник может ходить долго. К тому же, данные места подвержены коррозии.
Высокий уровень шума и вибраций, которые невозможно нивелировать ни звукоизоляцией, ни сайлентблоками.

К этому перечню можно добавить и общий недостаток, связанный с заменой отслуживших свой срок деталей подвески, — производители частенько «балуются», предлагая владельцам купить не отдельный элемент подвески, а весь узел в сборе, что конечно сказывается на стоимости ремонта. Но даже в этой ситуации получается дешевле, чем обслуживание многорычажной подвески.