Система "Макферсон" - підвіска, часто застосовується на автомобілях серійного випуску бюджетної категорії. При цьому механізм ніколи не використовується при створенні дорогих моделей, а також спортивних і гоночних машин.
"Макферсон" - підвіска конструктивно проста, хоч і складається з безлічі дрібних деталей, взаємопов`язаних між собою. Принцип дії заснований на русі амортизаційної стійки у вертикальній площині. У побуті підвіска Макферсона називається "коливається свічка".
Трохи історії
Механізм отримав свою назву на ім`я інженера Ерла Макферсона, який працював на одному з підприємств "Форда". Політика фірми в той час орієнтувалася на здешевлення деталей, вузлів і агрегатів, з яких збиралися автомобілі. Інженер Макферсон, підвіска якого обіцяла стати проривом в області економії коштів, для початку встановив свій винахід на малолітражку "Форд Веде", а потім, після успішних випробувань, ще на дві моделі: "Форд Зефір" і "Форд Консул" 1950 і 1951 років випуску відповідно. Всі ці машини випускалися великими партіями, тому економія матеріалів і витрат на зборку вимальовувалася істотна.
Конструктивні особливості
Після того як Макферсон замінив звичайні верхні важелі з кульовими опорами на амортизаційні стійки з шарніром на кінці, він отримав компактну і порівняно недорогу конструкцію зі спрощеної кінематикою. Єдиним сумнівним моментом в роботі нового механізму було коливання колеса в площині розвалу. Однак амплітуда була невеликою і проблеми не склала, крім того, гума стала зношуватися більш рівномірно.
Винахідник і обмеження
Інженер Макферсон, підвіска якого відразу була запущена у виробництво, поставив перед собою завдання щодо подальшого її здешевлення. Однак йому довелося зіткнутися з факторами, які не дозволяли застосовувати дешеві матеріали. Елементарні розрахунки міцності змушували використовувати високоякісний метал. Існував поріг запасу міцності деталей ходової частини автомобіля, перевищення якого не допускалося. Надалі підвіска Макферсона проводилася по надлишковим технологіями, які забезпечують достатній коефіцієнт надійності за все механізму.
відмінності
Принципова відмінність нового винаходу від попередньої схеми полягала в перенесенні кульової опори в крайню верхню точку амортизаційної стійки. Шарнір при цьому був змінений, опора перетворилася в кульковий підшипник радіальної конструкції. Тепер все навантаження припадала на верхівку амортизаційної стійки. Штампований бризговики моторного відсіку з тонкого металу, на якому кріпився вузол, вже не відповідав завданням, і його довелося посилити в кілька разів.
Після всіх удосконалень підвіска "Макферсон", схема якої представлялася спрощеної, за своїми параметрами стала повністю відповідати вимогам безпеки.
Масове застосування винаходу МакФерсона почалося в сімдесятих роках минулого століття, коли вдалося створити телескопічну стійку нового зразка з достатнім ресурсом. Підвіска МакФерсона стала технологічною і маловитратною у виготовленні, що дозволило використовувати механізм у виробництві легкових автомобілів малого і середнього класу.
нереалізовані можливості
З 1982 року з`явилася тенденція використання підвіски на автомобілях більш дорогих і престижних. "Опель Сенатор", "Ауді 100", "Мерседес 124" та практично весь модельний ряд легкових БМВ стали оснащувати пристроєм "Макферсон". Протягом декількох років таке рішення себе виправдовувало. Однак на певному етапі підвіска незалежна МакФерсона стала відставати за своїми технічними характеристиками від розвитку автомобільного виробництва в цілому і вже не підходила для дорогих моделей, які вимагали більш якісної кінематики та плавності ходу. Крім того, машини бізнес-класу за своїми характеристиками не потребували дешевих деталях в принципі.
В результаті підвіска "Макферсон", пристрій якої в цілому відповідало своїм прямим призначенням, стала застосовуватися у виробництві автомобілів економ-класу, що випускаються у величезній кількості по всьому світу. Принцип дії агрегату дозволяв вдосконалювати конструкцію і робити її все більш технологічною і зручною для складального процесу.
Пристрій
Передня підвіска Макферсона складається з нижнього поздовжнього важеля, який кріпиться на підрамник і забезпечує функцінірованіе основної конструкції. Амплітуда розгойдування механізму досить широка, з запасом ходу. Нижній поперечний важіль є несучим, до нього на шарнірі під`єднується безпосередньо телескопічна стійка, так звана свічка.
У верхній частині стійки, в зоні її потовщення, на спеціальних кронштейнах монтується верхній важіль. Поворотна стійка з`єднується з конструкцією за допомогою сайлент-блоків. Всі деталі розташовані таким чином, що у передньопривідною машини піввісь з шарніром ШРУС на кінці безперешкодно проходить до ступиці колеса. Нижні поперечні важелі з`єднуються штангою стабілізатора, яка пригнічує розкачку автомобіля і його вирівнювання.
Інженер Макферсон намагався застосувати розроблену ним підвіску на задніх колесах і навіть встановив її на модель "Шевроле Кадет", проте конструкція не витримала навантажень, і машину довелося повернути до попереднього стану з розміщенням заднього моста на ресорах. Це сталося в 1955 році, і з тих пір спроб більше не було.
доопрацювання
Задня підвіска Макферсона як основа для технічної розробки була використана в 1957-му ще одним інженером - Коліном Чепменом, співробітником фірми "Лотос". Він встановив агрегат на автомобіль "Лотос Еліта" і істотно його допрацював, максимально розширивши параметри системи важеля. Міцність підвіски зросла, і вона почала працювати на повну силу. Однак провідні виробники скептично поставилися до новинки Чепмена. Деякі відзначили, що конструкція більше підходить для дитячих автомобілів, так як переплетення її важелів виглядають безпідставно.
переваги пристрою
Розглянемо плюси:
- незалежна підвіска Макферсона обходиться недорого за умови її завчасної збірки з готових деталей на окремій ділянці і подальшої установки на автомобіль;
- компактні характеристики, що дозволяють встановлювати в моторному відсіку двигуни з поперечним розташуванням;
- значну відстань між основними вузлами, що сприяє мінімізації інерційних сил;
- потенціал в удосконаленні конструкції;
- вироблення шарнірних з`єднань відразу ж виявляється і стає помітною через постукування на нерівній дорозі.
недоліки
Мінуси полягають в наступному:
- слабкі кінематичні параметри, схильність переднього колеса до зміни кута нахилу у вертикальній площині, іноді в істотних межах;
- поступове розтріскування гнізда бризковика, в посадковому місці опорного підшипника амортизаційної стійки і, як наслідок, поява корозії;
- при експуатаціі на дорогах з неякісним покриттям робочий ресурс підвіски Макферсона різко знижується;
- ремонт пристрою, як поточний, так і капітальний, обходиться дорого, оскільки це пов`язано з дуже складною системою збирання-розбирання вузлів;
- відсутність компенсації при поздовжніх кренах автомобіля, поворотні відкати практично відсутні;
- через конструктивної механічної субтильності підвіска "Макферсон" ніколи не використовується в спортивних моделях і гоночних болідах;
- рамні автомобілі не можуть нести підвіску типу "Макферсон", так як немає можливості поєднати її верхні кронштейни з базою - занадто високо;
- підвіска не поєднується з гідропневматікой ходової частини більшості моделей класів С і Е;
- задня підвіска не витримує поздовжніх напружень, особливо в режимі екстреного гальмування.
