Подвеска макферсон

Нереализованные возможности

С 1982 года появилась тенденция использования подвески на автомобилях более дорогих и престижных. «Опель Сенатор», «Ауди 100», «Мерседес 124» и практически весь модельный ряд легковых БМВ стали оснащать устройством «МакФерсон». В течение нескольких лет такое решение себя оправдывало. Однако на определенном этапе подвеска независимая МакФерсона стала отставать по своим техническим характеристикам от развития автомобильного производства в целом и уже не подходила для дорогих моделей, которые требовали более качественной кинематики и плавности хода. Кроме того, машины бизнес-класса по своим характеристикам не нуждались в дешевых деталях в принципе.

В итоге подвеска «МакФерсон», устройство которой в целом соответствовало своему прямому назначению, стала применяться в производстве автомобилей эконом-класса, выпускаемых в огромном количестве по всему миру. Принцип действия агрегата позволял совершенствовать конструкцию и делать ее все более технологичной и удобной для сборочного процесса.

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.

Устройство и принцип работы подвески МакФерсон

Сообразно выполняемым функциям, в подвеске MacPherson выделяют следующие основные узлы:

• подрамник;
• амортизаторную стойку;
• поворотный кулак;
• стабилизатор поперечной устойчивости;
• поперечный рычаг.

Подрамником называется конструктивная база подвески, которая крепится через амортизирующие проставки, сайлентблоки, к элементам кузова. К нему крепятся поперечный рычаг, стабилизатор поперечной устойчивости и элементы рулевого управления.

Амортизаторная стойка – основной узел подвески. Она состоит из конической пружины (в редких случаях торсиона или рессоры) и амортизатора. Как правило, пружина и амортизатор расположены на одной оси. Существуют модификации с пневматическим амортизатором. Верхняя часть амортизатора крепится непосредственно к кузову авто в области брызговика через резиновую проставку, нижняя – к поворотному кулаку.

Поворотный кулак передает усилие рулевой тяги колесу для осуществления поворотов. Кроме амортизаторной стойки к нему крепятся поперечная тяга и стабилизатор поперечной устойчивости. На нем же размещены подшипниковый узел и суппорт тормозной системы.

Стабилизатор поперечной устойчивости компенсирует поперечный крен колеса. Он соединяет между собой амортизаторную стойку и подрамки. Для соединения используются шарнирные штанги.

Поперечный рычаг также крепится через резиновые демпферы к подрамнику в двух точках. Обратным концом он соединен с поворотным кулаком через шаровую опору. Кроме подрамника, все приведенные выше узлы дублируются для левого и правого колес.

Значительная часть возникающих во время движения нагрузок компенсируется пружиной. Колебания самой пружины поглощает телескопическая стойка. Остаточные вибрации попадают на шарнирные соединения и резинометаллические опоры. Потенциал конструкции и совершенствование упомянутых узлов позволяют сокращать энергию, передаваемую кузову.

Поворот колеса, в том числе на авто с передним приводом, обеспечивается за счет верхнего подшипника амортизаторной стойки и шаровой опоры в нижней части механизма.

Русские переводы

• Русские переводы из Оссиана появляются с 1788 (перев. А. И. Дмитриева). Полный перевод с очень популярного в XVIII в. французского перевода Летурнера сделан Е. И. Костровым: Оссиан, сын Фингалов, бард третьего века: гальские (иначе Эрские, или Ирландские) стихотворения, чч. 1—2, М., 1792; То же, изд. 2-е, чч. 1—2, СПб, 1818. Позднее отрывки из О. переводили многие, начиная с Карамзина, Державина и Озерова, кончая Пушкиным и Жуковским.
• Поэмы Оссиана. Исследование, перевод и примеч. Е. В. Балобановой, изд. журн. «Пантеон литературы», СПб, 1890; То же, перев. с примеч. Е. Балобановой, СПБ, 1893 («Русская классная биб-ка», изд. под ред. А. Н. Чудинова).
• Поэмы Оссиана. Перевод и прим. Ю. Д. Левина. Серия «Литературные памятники». Издательство «Наука». Ленинград, 1983. В дополнении — образцы большинства русских переложений поэм Оссиана.

В меру независимая

Во времена перехода от массового заднего привода к переднему встал вопрос, чем же заменить неразрезной задний мост, чтобы и ехала машина лучше, и в производстве была не слишком дорога. Набиравший популярность McPherson обосновался на передней оси, а задняя требовала решения более компактного и дешевого, чем двухрычажная схема, но более надежного в упра­вляемости, чем полностью независимые.

Полунезависимая пружинная балка Renault Fluence — редкий ныне пример использования такой подвески на крупном европейском автомобиле

Ответ был найден в так называе­мой полунезависимой кон­струк­ции. Два колеса подвешиваются на про­дольных или косых ры­чагах, которые крепятся к поперечной балке с П-образным сечени­ем. Изгибаться такая перекладина не может (как и зависимая балка), а вот закручиваться по спирали — пожалуйста. Таким образом, диапазон перемещений обоих колес зада­ется единым элементом: воз­мо­жно­стью этой самой балки скручива­ться. Связь между колесами не та­кая уж жесткая, но она есть, благодаря чему не слишком изя­щ­ный термин «полунезависимая» (можно ли быть немножко беременной?) в технической литера­туре именуют более гро­моз­д­ким, но точным «независимая со связанными рычагами». Еще вариант — торсионно-рыча­жная, поскольку в большинстве европейских языков torsion — «скручивание».

И вот теперь постарайтесь не запутаться: чистая торсионная балка, внешне выглядящая почти так же, как и пружинная балка, конструктивно устроена иначе. Упругим элементом выступают уже не закрепленные на рычагах пружины, а собственно торсион — проложенный внутри балки металлический прут, который сопротивляется скручиванию и, следовательно, отклонению колес не хуже пружин. Такая подвеска получается сверхкомпактной: пружин нет, а амортизаторы можно установить чуть ли не гори­зонтально. Благода­ря этому ба­гажник получается огромным, правильной формы, без выпирающих «стаканов» — этим и славились французские хэтчбеки начиная с 70-х годов.

Citroёn Xsara Picasso с McPherson спереди и торсионной задней подвеской: обратите внимание, что пружин сзади нет вовсе, а амортизаторы установлены под большим углом

Основная производственная сло­жность — именно изготовле­ние и обработка торсионных валов. Настройка управляемости торсионной подвески — дело благодарное (вспомним хотя бы Peugeot 306), но отнюдь не тривиальное, что подтвердил полный провал китайцев, скопировавших конструкцию, но не сумевших правильно ее настроить.

Кстати, стержни торсионов могут располагаться и продольно. Тогда длина их будет не столь жестко ограничена длиной балки, и в итоге подвеска получается мягкой, нисколько не уступая по этому параметру пружинным или рессорным конструкциям.

Плюсы подвески МакФерсон

Как мы уже сказали ранее, данная система имеет небольшие габариты. Отсюда стоит сделать вывод, что масса такой подвески в разы меньше, чем у любой другой. Таким образом, она идеально подходит для малолитражных автомобилей. Небольшой вес системы положительно сказывается на снижении расхода топлива.

Еще подвеска МакФерсон имеет большой запас прочности. Она довольно надежная. Здесь не так много соединительных участков и конструктивных элементов. Благодаря креплению к брызговикам и наличию стабилизатора, система снижает боковые и продольные крены. Следующий плюс – это низкая себестоимость и простота установки. Ввиду этого значительно уменьшается цена самого автомобиля.

Неоспоримым плюсом такой подвески является большой ресурс ее элементов. Так, наиболее «живучими» на наших дорогах являются рычаги. Они могут ходить до 200 тысяч километров. А заменить можно лишь сайлентблок (хотя на некоторых моделях рычаг меняется вместе с резиновой втулкой). Ступичные подшипники и шаровые имеют ресурс в 80 тысяч километров. Стойка может ходить до 120 и более тысяч. В плане стоимости ремонта, эта подвеска очень дешевая. Много деталей можно заменить и своими руками.

Еще один плюс – возможность самостоятельной диагностики. По характерному гулу на поворотах можно определить, что из строя вышел подшипник ступицы. Хруст при повороте свидетельствует о выходе из строя опорного подшипника стойки. А глухие стуки и раскачка кузова на скорости говорит об износе амортизатора. Люфт деталей можно проверить самостоятельно при помощи монтировки, имея в наличии смотровую яму.

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.

Устройство и принцип работы

Принято считать, что устройство подвески Макферсон является продолжением разработки конструкции с двумя поперечными рычагами, которая также принадлежит к группе независимых подвесок. Одной из отличительных черт является в таких сборках установленная вверху пружина.

Специалисты выделяют такие отличительные черты стоек в сравнении с амортизаторами:

• способность удержания массы машины;
• более сложное устройство механизмов;
• усиленная конструкция и шток с увеличенным диаметром;
• рассчитаны на перепады нагрузок и осевое/радиальное усилие;
• при повороте задействуется поворотная опора.

В схеме присутствует несколько базовых обязательных элементов. По их взаимодействию можно понять общий принцип работы подвески.

Главным несущим элементом служит подрамник. К кузову он фиксируется благодаря прорезиненным сайлентблокам. Подобное конструкционное решение позволило существенно снизить шум и минимизировать вибрации.

Для задней либо передней подвески типа Макферсон характерно наличие опоры поперечного рычага и стабилизатора поперечной устойчивости. Их закрепляют к подрамнику, к боковой части которого фиксируются поперечные рычаги колёс. В большинстве случаев рычажное крепление двойное, что обеспечивает повышенную продольную жёсткость всей системы. Ко второму концу поперечного рычага прикреплён кулак благодаря шаровой опоре.

Верхняя часть поворотного кулака на задней либо передней подвеске Макферсона крепится к амортизационной стойке, а нижняя часть находится в тесном контакте с рычагом поперечным. В качестве дополнительной степени свободы используется и придания плавности хода на рычаге стоит ступичный подшипник с тормозным суппортом.

Неотъемлемым атрибутом работающей подвески служит амортизаторная стойка. Она включает в себя как сам амортизатор, так и соосную с ним пружину и буфер сжатия. Последний позволяет варьировать пружинное усилие и линейные характеристики. Нижняя часть в тесном контакте с кулаком, а вверху посредством резиновых втулок происходит крепление к брызговику крыла.

В конструкции также работает стабилизатор поперечной устойчивости. В его функционал включено снижение боковых кренов машины в общем. Крепление детали проводится на подрамнике благодаря двум опорам, а свободные концы из-за шарнирного соединения фиксируются с амортизаторными стойками.

Начинает работать подвеска Макферсон как только авто выезжает на неровную дорогу или совершает маневр. Например, когда машина наезжает на небольшое препятствие или попадается неровность на дорожном полотне, происходит смещение колеса в вертикальном направлении. Далее пружина сжимается, ведь на неё воздействуют основные силы в первые мгновения, а поглощением удара занимается амортизатор, который принимает на себя всю энергию.

Также на колесо действует сила, благодаря которой оно сдвигается в продольной оси. Удержать его на своей позиции помогают рычаги, смонтированные под определенным углом либо один фигурный рычаг. Во втором случае пара вершин его фиксируется на кузове, а третья вершина – на ступице.

После того как неровность преодолели, начинаются другие манипуляции. Пружина возвращается в первоначальную позицию, что провоцирует выравнивание колеса относительно кузова

Важно знать, что смещение колес осуществляется при движении вне зависимости друг от друга. Хотя часть вибраций и нагрузок поглощается такой подвеской, но всё же водитель и пассажиры ощущают определённые вибрации на неровных дорогах

В тех случаях, когда оба колеса перемещается по неровностям, то вне зависимости от состояния и качества элементов подвески машину всё равно немного раскачивает по сторонам. Для подобных ситуаций в конструкции предусмотрен стабилизатор поперечной устойчивости. Он замыкает элементы двух колёс в единую систему. Фактически это балка-торсион, установленная для гашения колебаний и препятствования скручивания.

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:1290

0Нравится

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».