Подвеска макферсон своими руками

Подвеска МакФерсон (McPherson) — устройство и схема работы

Неотъемлемой частью автомобиля является передняя подвеска МакФерсон (McPherson). Она представляет собой совокупность узлов, с помощь которых возможна упругая связь между колесами автомобиля и его кузовом. Основное назначение подвески макферсон – снимать излишнюю динамическую нагрузку с опорных конструкций, таких, как колеса автомобиля, и перераспределять ее на все ведущие элементы корпуса. В результате езда по неровной дороге становится гораздо комфортнее для водителя и менее опасной для автомобиля.

1. Шаровая опора
2. Ступица
3. Передний тормозной диск
4. Защитный кожух
5. Поворотный рычаг
6. Нижняя опорная чашка пружины
7. Пружина передней подвески
8. Защитный гофрированный чехол стойки
9. Буфер сжатия (отбойник)
10. Верхняя опорная чашка
11. Опорный подшипник стойки макферсон
12. Верхняя опора стойки
13. Гайка штока переднего амортизатора
14. Шток амортизатора
15. Опора буфера сжатия
16. Телескопическая стойка амортизатора подвески макферсон
17. Гайка
18. Эксцентриковый болт (на некоторых моделях установлен обычный болт)
19. Поворотный кулак
20. Вал привода переднего колеса
21. Защитный гофрированный чехол шарнира (трипоидного шруса)
22. Наружний шарнир (трипоидный шрус) вала
23. Нижний рычаг подвески

Большая часть современных легковых автомобилей использует одну из трех разновидностей подвески.

• Первые две – это независимые подвески,
• подвеска макферсон,
• подвеска на двойных рычагах.

Так же существует полузависимая подвеска со скручивающейся балкой. Здесь мы детальнее рассмотрим строении подвески макферсон, ее отличительные характеристики, минусы и плюсы, возникающие в процессе использования.

Названа подвеска была в честь работника компании Ford, которому приписывают ее изобретение в сороковых годах прошлого века. Хотя эта идея очень похожа на ту, которую сотрудник компании Fiat использовал задолго до Макферсона. Но широкое распространение она получила лишь в семидесятых годах, когда ее повсеместно стали устанавливать на такие автомобили, как Mercedes-Benz W124, Audi 100, а также многие модели BMW.

Ранее подвески макферсон

Предшественницей подвески макферсон была подвеска на двух рычагах, которые были поперечными и при этом неравной длины. Но разберемся со строением подвески макферсон. Независимой она называется потому, что на каждое колесо ставится отдельная подвеска. По сравнению с другими подвесками, конструкция этой довольно простая.

Главными ее составляющими частями являются:

• Подрамник, который выполняет роль основного несущего элемента конструкции. Он крепится к кузову и служит основой для крепления других элементов основы;
• Поворотный кулак, как элемент рулевого управления. Шарнирным соединение он прикрепляется к рулевой тяге;
• Амортизационная стойка, благодаря которой данный тип подвесок иногда называют «качающаяся свеча». Она состоит из двух компонентов: амортизатора и пружины. Амортизационная стойка крепится к поворотному кулаку и брызговику крыла, снизу и сверху соответственно. Она никогда не устанавливается ровно, существует продольный и поперечный угол, который влияет на ходовые характеристики автомобиля;
• Стабилизатор поперечной устойчивости и другие компоненты.

Используют такую подвеску, как для передних, так и для задних колес. Это предусматривал еще ее создатель. Но тогда, в сороковые годы, из соображений экономии от этого решения отказались. Сейчас же такую подвеску можно встретить закрепленной и на задних колесах, вот только называют ее теперь именем Чепмена, который и начал так ее использовать.

Подвеска Макферсон сегодня

Чтобы иметь полную картину работы подвески макферсон рассмотрим ее преимущества перед другими моделями. Сюда отнесем:

• Легкость сборки, которая обеспечивает экономическую выгодность ее использования;
• Относительную компактность, что позволяет размещать двигатель и коробку передач под капотом поперечно;
• Уменьшение сил (как боковых, так и продольных), которые возникают в местах крепления подвески к кузову, что достигается благодаря немалому расстоянию по высоте между ее опорными узлами;
• Небольшую массу конструкции, она не отягощает автомобиль, и не требует дополнительных расходов топлива;
• Легкость в диагностике неисправностей, благодаря наличию четких признаков износа той или иной части;
• Малую массу всех неподрессоренных частей, что очень сильно влияет на управляемость, комфорт и др.

Видим, что подвеска имеет очень неплохие характеристики, но не лишена она и своих недостатков, к которым можно отнести:

• Амортизационная стойка довольно часто выходит из строя, так как она берет на себя большие нагрузки во время езды по неровной дороге;
• Возможное ухудшение устойчивости автомобиля, а также его управляемости, что случается из-за изменения развала колес;
• Отсутствие изоляции кузова и салона транспортного средства от дорожных шумов;
• Возможное ухудшение работы подвески из-за трения таких составляющих, как направляющая и шток;
• Слабая компенсация продольного крена автомобиля при его торможении.

Подвеска McPherson – всем хорошо, нам – не очень

Проблемы устройства подвески МакФерсон

Вот об этом чуть подробнее. Сегодня на подавляющем большинстве автомобилей передняя независимая подвеска (а часто и задняя) выполнена по схеме McPherson, названной именем инженера, якобы первым ее предложившего.

Суть схемы проста, изящна и технологична:

• Пружина надевается на амортизатор соосно и образует так называемую стойку.
• Верхний конец амортизатора крепится через вращающуюся опору стойки к кузову, нижний – к поворотному кулаку ступичного узла.
• Сам ступичный узел соединен с корпусом автомобиля с помощью рычага, чаще всего треугольного, вернее, трехточечного.
• За счет того, что в опоре стойки находятся мощный резиновый сайлент-блок и подшипник, сама стойка может вращаться вокруг своей оси под действием рулевого управления, а сайлент-блок позволяет стойке качаться, когда автомобиль преодолевает препятствие. Поэтому второе название подвески типа McPherson – «качающаяся свеча».

Математическая модель подвески МакФерсон, делит ее элементы на три группы:

1. Упругие элементы.
2. Гасители колебаний.
3. Связи (линки).

К упругим элементам относятся:

• Пружины,
• рессоры,
• резина сайлент-блоков,
• опоры стоек и т. д. – то есть все то, что многократно сжимается/разжимается.

К связям относятся:

• Тяги,
• шаровые узлы,
• рычаги,
• крепежные болты с гайками.

Но это в чистой теории. В реальности же каждый элемент может относиться к нескольким группам.

Например, многие сайлент-блоки – это и упругие элементы, и связи; рессора – упругий элемент со свойствами гашения колебаний, а стойка – и гаситель колебаний, и элемент связи

В 1965 году началось победное шествие McPherson, после установки на автомобиль «Пежо-204». Решительный успех этого типа подвески обусловлен ее высокой технологичностью и удобством для сборочных конвейеров автопроизводителей. Но у McPherson, при всех ее преимуществах, есть серьезный недостаток – стойка, кроме того что является гасителем колебаний, служит еще и силовым элементом подвески МакФерсон.

На хороших дорогах Европы, Америки и Японии этот недостаток особо не мешает, но вот на наших «направлениях» все не так гладко. Допустим, колесо попадает в очень большую яму и при выходе «натыкается» на ее край. Стойка отклоняется от привычного положения и сминает резину сайлент-блока своей верхней опоры. В какой-то момент сжатие достигает максимума, и резине сжиматься уже некуда. Изгибающее усилие переходит на корпус амортизатора стойки, пытаясь его сломать.

«Качающаяся свеча», образно говоря, вынужденно превращается в «гнущуюся палку».

Вот откуда появляются стойки МакФерсон с гнутыми штоками, вырванными сальниками и т. д. Для плохих дорог гораздо предпочтительнее не McPherson, а многорычажная подвеска, которая встречается гораздо реже. Кроме того, у McPherson сильно «гуляет» динамический угол развала при ходах сжатия и отбоя.

Итоги о подвески

Подводя итоги, можно отметить, что подвеска макферсон является хорошей и сравнительно недорогой альтернативой другим видам подвесок. Ее часто используют в компактных легковых автомобилях. Но при этом ее использование является целесообразным на дорогах с хорошим покрытием. При отсутствии такового элементы подвески будут выходить из строя, и, как следствие, требовать дорогостоящей замены.

Как показывает практика, чаще всего подвеску макферсон не используют в автомобилях высокого класса, а также в спортивных автомобилях. Там используются более дорогие модели. Но при этом подвеска макферсон заняла свою нишу и имеет огромное распространение в автомобилях разных производителей.

Источник

Подвеска Макферсон

Подвеска Макферсон устанавливается на переднюю ось автомобиля. Устройство представляет собой один из наиболее распространенных вариантов подвесок и представляет собой амортизационную стойку. За счет подвески Макферсон двигатель и коробку передач можно размещать под капотом. Такая конструкция применима для бюджетных авто. Что такое подвеска Макферсон, ее назначение, преимущества и недостатки рассмотрены более подробно в статье.

История подвески Макферсон

Подвеска была создана в сороковых годах прошлого века, ее создателем является инженер Эрл МакФерсон (США), который работал в тот период в компании GM. Устройство создавалось для авто модели Шевроле Кадет. Конструкторы планировали создать машину, которая стала бы доступной для рабочего класса. Но данный проект реализован не был, а подвеску использовали позднее на авто Ford Vedette.

Согласно первоначальному проекту подвеску Mcpherson можно было использовать как на передних, так и на задних колесах. Тем не менее, ее изначально устанавливали только на передней оси, задняя подвеска оставалась стандартной. На задних колесах ее впервые применили только в 1957 году.

Первые подвески типа Макферсон отличались тем, что шарообразный шарнир находился на продолжении амортизационной стойки, которая являлась к тому же поворотной осью. Постепенно конструкция была смещена ближе шарнирному колесу. Такое расположение впервые применили на машинах Фольксваген Пассат и Ауди 80. Система Макферсон до сих пор не утратила популярности и используется в строительстве современных автомобилей.

Как устроена подвеска Макферсона

Устройство фиксируется на каждое колесо. Схема устройства подвески довольно проста.Основным конструктивным элементом является амортизационная стойка, также есть поперечный рычаг и пружина. Кроме того, приспособление включает в свой состав следующие узлы:

• подрамник представляет собой опору для всей конструкции, этот элемент, как правило, жестко фиксируется к кузову, кроме того, возможен вариант крепления на сайлентблоки, данная деталь смягчает подвеску, а также влияет на улучшение качества езды, к подрамнику крепятся поперечные рычаги правого и левого колес;
• рычаг и стабилизатор поперечной устойчивости, рычаги: верхние и нижние, крепится к подрамнику и придают жесткость всей конструкции, с другой стороны фиксируется шаровая основа, которая в свою очередь, соединяется с поворотным кулаком;
• поворотный кулак соединяется с рулевым управлением с помощью шарниров, он является частью рулевого управления, позволяющий направлять колеса;
• стабилизатор поперечной устойчивости снижает боковой крен, эта деталь прикрепляется к стойке в том месте, где она соединяется с кулаком с помощью двух опорных элементов.

Основным элементом в схеме подвески, как уже говорилось выше, является амортизирующая стойка Макферсон, она оснащена соосно пружиной и собственно, стойкой. Основное крепление осуществляется с помощью поворотного шарнира, который крепится к крылу.

Конструкция передней подвески Макферсона имеет отличительное свойство, она независима и не влияет на положение другого колеса. Стойка закрепляется к брызговику крыла и поворотному рычагу за счет верхней и нижней опорной чаши соответственно. Такая система фиксации обеспечивает надежную связку, при этом колеса сохраняют независимый ход вверх и вниз. Функциональный принцип подвески заключается в том, что при езде по неровной поверхности колесо поднимается и опускается в зависимости от сжатия или разжимания пружины. Стойка при этом сокращается или распрямляется. Некоторая часть нагрузки распределяется на авто. Колебания уменьшаются за счет амортизатора встроенного типа.

Достоинства и недостатки конструкции

Подвеска Макферсона используется уже на протяжении многих десятков лет, это говорит о том, что она удобна в эксплуатации и имеет множество плюсов. К ее достоинствам относят:

• доступная стоимость;
• удобная сборка из готовых деталей, которая производится на отдельном участке и только потом устанавливается на машину;
• компактная конструкция с легкостью устанавливается даже в моторном блоке двигателя с поперечным положением;
• между основными узлами сохраняется промежуток, который дает возможность снижать инерционную мощность;
• конструкцию можно совершенствовать;
• если шарнирные соединения выработались, это будет выражаться постукиванием при езде по неровной местности, данный недостаток можно будет определить безошибочно;
• подвеска дает возможность разместить поперечно двигатель авто с коробкой передач под капотом.

Независимую амортизационную стойку типа Макферсон можно использовать на разных моделях авто бюджетного класса. Его устанавливают преимущественно на седаны и хэтчбеки на передних или на задних осях. Благодаря подвеске автомобили с двигателями, имеющими небольшую мощность, повышают качество движения в условиях городских трасс.

Наряду с преимуществами изделие имеет несколько недостатков. Самым главным из которых является сложность в обслуживании. Чтобы заменить какую-либо деталь в составе конструкции, потребуется разобрать всю подвеску. Это может дорого обойтись, если данную процедуру проводить на станции техобслуживания. Приспособление обладает невысокими кинематическими параметрами, зачастую переднее колесо изменяет угол наклона, таким образом, снижается устойчивость. При длительной езде по неровным поверхностям функции подвески снижаются. Брызговик в ходе эксплуатации начинает растрескиваться, благодаря чему высок риск развития коррозии. Амортизационная стойка при больших нагрузках начинает выходить из строя, что может привести к нарушению геометрии кузова. Исправить этот недостаток будет сложно. Подвеска производит шум при работе, чтобы избавиться от него, придется использовать шумоизоляционные приспособления.

Наличие недостатков не допускает использование подвески в машинах представительского класса, а также в спортивных моделях и грузовиках.

Несмотря на недостатки, подвеска является популярной и представляет собой один из самых распространенных вариантов для разных моделях авто. При соблюдении правил изделие может прослужить очень долго. При аккуратной езде устройство работает исправно, проявляя только положительные характеристики.

Источник