Независимая подвеска на направляющих стойках начала применятся в конце 40-х годов ХХ века. К 70-м она получила массовое распространение. Название МакФерсон конструкция получила в честь своего изобретателя, инженера Эрла Стили МакФерсона, работавшего в GM. Примечательно, что очень схожая конструкция появилась двадцатью годами ранее в инженерном бюро Фиат.
Конструкция базируется на двухрычажной подвеске, но вместо верхнего рычага в МакФерсоне устанавливается амортизаторная стойка, состоящая из нескольких элементов. Стойка одновременно является несущим и гасящим нагрузки элементом. Благодаря таким свойствам чаще применяется на передней оси авто, чем на задней.
Существуют различные вариации конструкции подвески Мак-Ферсона: с рессорой или торсионом вместо пружины, или с разнесением пружины и стойки. Но это частные случаи. На практике наиболее распространена классическая конструкция амортизаторной стойки.
Соотношение стоимости и эксплуатационных характеристик обусловило применение подвески такого типа на автомобилях нижней и средней ценовой категории. Это обстоятельство автоматические делает MacPherson самым распространенным типом подвески.
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.
Плюсы и минусы подвески MacPherson
Как и любые инженерные решения подвеска MacPherson обладает своими сильными и слабыми сторонами. Именно их соотношение в определенных условиях определяет оправданность применения конструкции.
Достоинства:
- Конструктивная простота позволяет собирать подвеску отдельно от авто. Это уменьшает сложность производства и, соответственно, стоимость авто.
- Сравнительно небольшой вес и ширина, которые открывают новые возможности компоновки и снижают потребление топлива. Более того, только Мак-Ферсоном передняя ось может быть ведущей. Элементы подвески оставляют место для размещения приводных валов.
- Не требует узлового ремонта – почти каждую деталь в случае износа или повреждения можно заменить отдельно, значит, ремонт будет обходиться дешевле.
- Большой запас прочности. Такая подвеска способна выдержать любую массу легкового автомобиля.
- Доступность узлов и соединений вместе со стандартизированными процедурами обслуживания и ремонта сокращает время простоя в сервисном центре.
- Значительный запас вертикального хода ввиду сравнительно большой высоты опор.
Недостатки
- Неисправная подвеска передает значительную часть нагрузки кузовным элементам. Деформация в местах крепления опор нежелательна и потому что именно там размещается маркировка кузова.
- Высокая шумность. Снижение шумности подвески такого типа – одно из приоритетных направлений профильных исследований.
- Ранние модификации на некоторых авто склонных к продольному смещению. Но наличие L-образного рычага исключает эту проблему.
- Приспособленность исключительно к легковым авто. На грузовой или спортивной технике применение МакФерсона невозможно ввиду технологических ограничений.
Таким образом, MacPherson – наиболее распространённый тип подвески среди легковых автомобилей. Она проста в изготовлении, обслуживании и обладает превосходных эксплуатационных характеристиках.