Подвеска МакФерсон (McPherson)

Главная  »  Подвеска  » Подвеска МакФерсон (McPherson)

Подвеска МакФерсон (McPherson) является самым распространенным видом независимой подвески, который применяется на передней оси автомобиля. По своей конструкции подвеска МакФерсон является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Благодаря компактности конструкции подвеска McPherson широко используется на переднеприводных легковых автомобилях, так как позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве. К другим преимуществам данного типа подвески относятся простота конструкции, а также большой ход подвески, препятствующий пробоям.

Вместе с тем, конструктивные особенности подвески (шарнирное крепление амортизаторной стойки, большой ход) приводят к значительному изменению развала колес (угла наклона колеса к вертикальной плоскости). По этой причине данный тип подвески не применяется на спортивных автомобилях и автомобилях премиум-класса.

Подвеска МакФерсон включает поперечный рычаг, поворотный кулак, амортизаторную стойку, стабилизатор поперечной устойчивости и подрамник.

Подрамник является несущим элементом подвески. Он крепится к кузову автомобиля с помощью резинометаллических опор – сайлентблоков. Применение резинометаллических элементов в конструкции подвески позволяют уменьшить вибрации и снизить шум. На некоторых автомоблиях предусмотрено жесткое крепление подрамника к кузову. К подрамнику крепятся опоры поперечного рычага, стабилизатор поперечной устойчивости, устанавливается рулевой механизм.

На подрамник с двух сторон крепятся поперечные рычаги (рычаг правого и левого колес). Каждый поперечный рычаг соединяется с подрамником в двух местах с помощью резиновых втулок. Двойное крепление рычага обеспечивает необходимую жесткость в продольном направлении. Другим концом поперечный рычаг через шаровую опору соединен с поворотным кулаком.

Поворотный кулак обеспечивает поворот колеса за счет шарнирного соединения с рулевой тягой. В верхней части поворотный кулак поворотный кулак закреплен на амортизаторной стойке с помощью клеммового соединения. В нижней части кулак соединен с поперечным рычагом. Дополнительным рычагом выступает наконечник рулевого механизма, соединенный с поворотным кулаком шаровой опорой. В поворотном кулаке размещены подшипниковый узел и тормозной суппорт. Подшипниковый узел включает ступицу колеса и ступичный подшипник.

Амортизаторная стойка объединяет упругий элемент (пружину) и амортизатор. Металлическая пружина расположена соосно с амортизатором и закреплена на стойке. Для изменения линейной характеристики упругости пружины соосно с ней устанавливается буфер сжатия. В нижней части стойка соединена с поворотным кулаком. В верхней части она крепится к брызговику крыла с помощью резиновой втулки.

Стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает снижение боковых кренов автомобиля. Стабилизатор устанавливается в подрамнике посредством двух опор. Концы стабилизатора соединены с амортизаторными стойками с помощью соединительных штанг (стоек) с шарнирными наконечниками.

 

 

Автомобильная подвеска МакФерсон. Преимущества и недостатки

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

 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.

Видео обзор: «Автомобильная подвеска МакФерсон. Преимущества и недостатки»

Надеемся, что наша статья, помогла Вам получить общее понятие о принципах работы, преимуществах и недостатках о подвеске автомобиля с типом действия МакФерсон. Кроме того, заметим, что из-за ряда недостатков такого типа подвески от нее были вынуждены отказаться авто производители премиальных марок, такие как Мерседес-Бенц и БМВ. На сегодняшний день, подвеска МакФерсон продолжает совершенствоваться и плавно переходит на двойные поперечные рычаги. Также, нельзя не отметить, то факт, что конструкторские преимущества и низкая стоимость системы МакФерсон, позволили стать ей самой известной и устанавливаемой подвеской для автомобилей дешевого и среднего ценового сегмента.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. 

ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

Подвеска MacPherson и Pseudo MacPherson

14 комментариев / Избранные статьи, Подвеска, Технологии, Особенности технологии, Динамика автомобиля, Особенности динамики автомобиля / Автор Чарли Констант

Подвеска MacPherson

Система была изобретена в 1955 году и использовалась на первом Ford Consul. Подвеска MacPherson — это технология для передней и задней подвески . Это независимая подвеска, состоящая из одного рычага подвески (пружины и амортизатора), стабилизатора поперечной устойчивости и нижнего рычага. Соединение между подрессоренной и неподрессоренной массами обеспечивается шаровым шарниром со стороны колеса и осью боковой рамы (для обеспечения различных настроек подвески). Системная пружина-демпфер крепится к водиле ступицы. Этот рычаг также используется в качестве рулевой оси.

Демпфер выполняет две задачи: демпфировать относительное движение между колесом и кузовом и участвовать в кинематике плоскости колеса через стабилизатор поперечной устойчивости и нижний рычаг. Шток демпфера имеет больший диаметр (25 мм), чем демпфер (14 мм), используемый в подвесках других типов.

Основные преимущества:

• Простота сборки
• Соотношение стоимость/производительность
• Масса
• Боковой размер
• Коэффициент движения пружины и демпфера равен 1 (смещение демпфера/смещение пружины = 1)

Основные недостатки:

• Точность
• Вертикальный размер
• Трение
• Смещение шкворня
• Ограниченные возможные настройки
• Низкое усиление развала

Псевдоподвеска MacPherson

Разница между «настоящим» MacPherson и подвеской Pseudo MacPherson заключается в добавлении нижнего поперечного рычага. Таким образом, направление плоскости колеса больше обеспечивается не нижним рычагом и стабилизатором поперечной устойчивости, а нижним поперечным рычагом. Преимущество псевдо-Макферсона в том, что вы можете не использовать стабилизатор поперечной устойчивости. Это снижает производственные затраты и вес подвески. Для легковых автомобилей жесткость пружины может быть достаточной для обеспечения надлежащего поддержания крена кузова. Если имеется стабилизатор поперечной устойчивости, то он крепится к пружинному амортизатору через стержень (см. рис.).

Фото предоставлено GM (Opel Insigna)

Основные преимущества:

• Простота сборки
• Соотношение стоимость/производительность
• Масса
• Боковой размер

Основные недостатки:

• Размер по вертикали
• Трение
• Смещение шкворня
• Ограниченные возможные настройки

Существует три типа передней подвески МакФерсон: классический псевдоМакФерсон (показан выше), псевдоМакФерсон с фиктивной осью рулевого управления и псевдоМакФерсон с независимой осью рулевого управления.

Псевдо-МакФерсон с фиктивной осью управления  имеет виртуальную ось управления. Нижний поперечный рычаг заменен двумя рычагами. Эта подвеска дороже классического псевдо-МакФерсона.

Передняя стойка MacPherson (2 шт. LCA)

В передней подвеске со стойками MacPherson (2 шт. LCA) поворотный кулак и колесо расположены рычагом управления и стойкой. Спиральная пружина является частью стойки и действует между трубкой стойки и кузов автомобиля. Ось пружины обычно не параллельна стойке, а смещена относительно нее. свести к минимуму изгибающий момент в стойке.

Рис. 1. Передняя подвеска со стойками MacPherson (1 шт. LCA) с рулевым управлением

Использование модели

Передняя система подвески со стойками МакФерсон (2 шт. LCA) может использоваться в любой передней половине автомобиль или полная модель автомобиля. Геометрия и масса по умолчанию приблизительно соответствуют легковой автомобиль или легкий грузовик, но модель и данные могут быть изменены, чтобы отразить любой размер транспортного средства, от большого грузовика до масштабной модели автомобиля.

Примечание:

• Корпус колеса представляет собой массу и инерцию шины и обод.
• Корпус ступицы колеса представляет собой массу и инерцию других вращающиеся тела, такие как тормозной диск, но не полуоси, если подвеска ведомый. Ступица колеса и тормозной диск не имеют связанной графики.
• Детали колеса и ступицы колеса используют местоположение центра колеса как центр тяжести.

Совет:

• С помощью Мастер сборки. Вам предлагается создавать системы и понять полученную модель с помощью графического пользовательского интерфейса.

  При строительстве новая модель подвески, постройте модель со всеми дополнительными системами (стабилизатор бар и т. д.), включенные в модель. Немедленно отключите системы с помощью Диспетчера проектов и проведите анализ базовой подвески, чтобы убедиться в ее работоспособности.

  правильно решает. По мере поступления данных для дополнительных систем; активировать те системы и заполнить их данными.

На изображении ниже показано представление Project Browser систем в полностью укомплектованной модели передней подвески. Подвеска Frnt macpherson (2 шт ДМС) система имеет четыре «дочерние» системы.

Рис. 2. Представление в браузере модели передней части полуавтомобиля. Системы и подсистемы, использующие переднюю часть Подвеска MacPherson Strut с двумя (2) нижними рычагами подвески

Очки

Точки находят соединения и втулки, соединяющие кузова подвески друг к другу. На изображении ниже показан принцип точки передней подвески со стойками МакФерсон (2 шт. LCA) с двухсекционным нижним рычагом рука:

Рис. 3. Основные точки правой стороны — передняя подвеска со стойками MacPherson из двух (2) частей Нижний рычаг подвески

Примечание. На изображении выше отсутствует левая сторона подвески, точки расположение центров масс тела и точек, в которых расположены дополнительные подсистемы (пружины, амортизаторы, отбойники и стабилизатор поперечной устойчивости) для ясности.

Тела

Передняя подвеска со стойками MacPherson (2 шт. LCA) состоит из корпусов, показанных на изображение ниже:

Рис. 4. Правые боковые кузова — передняя подвеска со стойками МакФерсона (2 шт. LCA)

Примечание: показаны только правые боковые кузова (поскольку левые боковые кузова симметрично), а винтовая пружина не показана на изображении выше для ясность.

Корпус ступицы колеса не имеет связанной графики и поэтому не видно на изображении выше.

Втулки и соединения

В таблице ниже описаны корпуса, втулки и шарниры передней подвески со стойками МакФерсон (2 шт. LCA):

Примечание. В таблице не указаны соединения внутри распорка

Этикетка	Тип	Корпус 1	Корпус 2	Точка	Примечания
Нижний шаровой шарнир	Сферический	Накл	Нижний рычаг подвески	Нижний шаровой шарнир
Шпиндель колеса	Револьвер	Ступица колеса	Кулачок	Центр колеса
Ступица колеса Fix Jt	Фиксированное соединение	Колесо	Ступица колеса	Центр колеса	Если для параметра Податливость шпинделя установлено значение Да, тип соединения меняется на универсальный и накладывается втулка для моделирования податливости ступичного подшипника.
Втулка LCA	Универсальный	Нижний рычаг подвески	Подрамник, кузов автомобиля или заземление	LCA Втулка	Если для параметра «Соответствует» установлено значение «Нет», это совместное соответствие выключен и ведет себя как чистый универсальный шарнир.
Втулка натяжной стойки	Универсальный	Растяжка	Подрамник, кузов автомобиля или заземление	Втулка натяжной стойки	Если для параметра «Соответствует» установлено значение «Нет», это совместное соответствие выключен и ведет себя как чистый универсальный шарнир.