Что такое подвеска МакФерсон, как она работает и в чем ее плюсы

Даже люди далекие от автомобильной инженерии слышали о подвеске МакФерсон. Что это за конструкция, когда она появилась и где используется?

Фото: Сhat GPT / РБК

1. Что это
2. Устройство
3. Принцип работы
4. Плюсы и минусы
5. На каких автомобилях установлена
6. Частые вопросы
7. Главное

Что такое подвеска МакФерсон

Подвеска МакФерсон (ПМФ) – это разновидность независимой подвески с поперечными рычагами, которая применяется на легковых автомобилях с несущим кузовом. Отличительная черта ПМФ – наличие амортизационной стойки, которая, как правило, объединяет амортизатор и пружину в один структурный элемент. Вращаясь вокруг верхней точки крепления, он позволяет управляемым колесам отклоняться влево и вправо.

Подвеска МакФерсон – это разновидность независимой подвески легковых автомобилей с несущим кузовом
(Фото: Ulianenko Dmitrii / Shutterstock / FOTODOM)

Вместо верхнего рычага в ПМФ используется поднятый к брызговику узел крепления амортизационной стойки, которая своей нижней частью жестко закреплена в поворотном кулаке. Тот, в свою очередь, связан через шаровую опору с нижним поперечным рычагом. Этот рычаг может быть как двухкомпонентным, с реактивной тягой, выполняющей роль стабилизатора поперечной устойчивости, так и цельным (треугольным или L-образным). В последнем случае может устанавливаться отдельный стабилизатор поперечной устойчивости. В качестве упругого элемента чаще всего применяются винтовые пружины, размещенные вокруг амортизационной стойки с некоторым смещением относительно ее вертикальной оси для более равномерного сжатия при изменении усилия. Однако эти элементы могут устанавливаться и раздельно. Примером такой конструкции с уменьшенной высотой могут служить подвески Mercedes-Benz W124 (1984-1996) и моделей концерна Ford, выпускавшихся на платформе Fox с конца 1970-х по начало 1990-х. Альтернативой винтовым пружинам в ПМФ в редких случаях могли быть торсионы, как на Porsche 911 до 1989 модельного года.

ПМФ, появившаяся во второй половине 1940-х, названа в честь изобретателя этого вида подвески, американского инженера Эрла Стила Макферсона, но тот в одном из патентов ссылался на разработки середины 1920-х, выполненные Гвидо Форнакой из FIAT. Изначально ПМФ проектировалась для компактной модели Chevrolet Cadet. Однако в 1947-м проект был свернут, после чего Эрл Макферсон перешел из концерна GM в Ford. Первым серийным автомобилем с передней ПМФ стал Consul, выпущенный в 1950 году британским подразделением Ford. Хотя Эрл Макферсон разрабатывал свою подвеску для всех четырех колес, появления ее варианта для задней оси пришлось ждать до 1957 года, когда дебютировало легкое двухместное купе Lotus Elite, спроектированное Колином Чепменом. В англоязычных странах такую заднюю подвеску называют “подвеской Чепмена”, но также широко используется сочетание “задняя ПМФ”. В СССР, а теперь России, все виды ПМФ нередко называют “свечной подвеской” или “качающаяся свеча”, что связано с наличием в конструкции такого напоминающего свечу характерного элемента, как вертикальная амортизационная стойка.

Устройство подвески МакФерсон

Отличительная черта ПМФ – наличие амортизационной стойки, которая, как правило, объединяет амортизатор и пружину в один структурный элемент
(Фото: Lorenzo Dottorini / Shutterstock / FOTODOM)

Существует несколько разновидностей подвески МакФерсон. Основными элементами ПМФ наиболее распространенного типа являются:

Телескопическая амортизационная стойка. Этот комбинированный узел совмещает в себе винтовые пружины для сглаживания дорожных неровностей и амортизатор для гашения колебаний подвески и кузова автомобиля. Амортизационная стойка берет на себя основную нагрузку, передаваемую от колеса в вертикальной плоскости;

Подшипник верхней опоры амортизационной стойки. Позволяет последней поворачиваться при отклонении управляемых колес;

Поворотный кулак. Как следует из названия, этот элемент, связанный через шарнирное соединение с рулевой тягой, отвечает за поворот колеса. Поворотный кулак является связующим элементом конструкции ПМФ, к которому крепятся, в частности: амортизационная стойка, нижний поперечный рычаг (через шаровую опору), ступица колеса;

Нижний поперечный рычаг. Соединен через поворотный кулак с амортизационной стойкой. Обеспечивает правильное положение колеса относительно дорожного покрытия, а также помогает разгрузить амортизационную стойку от вертикальных усилий, возникающих при проезде неровностей. Нагрузка передается на кузов автомобиля за счет соединения поперечного рычага через сайлентблоки с подрамником;

Ступица колеса. Крепится к поворотному кулаку. На ступицу непосредственно монтируется колесо.

Стабилизатор поперечной устойчивости. Представляет собой торсион, соединяющий подвески колес одной оси. Используется для уменьшения кренов автомобиля в поворотах.

Принцип работы подвески МакФерсон

ПМФ работает по следующему принципу:

1. Сжатие пружины. Позволяет уменьшить ударную нагрузку на подвеску и кузов;
2. Работа амортизатора стойки. Гасит колебания подвески и кузова при проезде неровностей;
3. Вертикальное перемещение колеса. Подвижный нижний поперечный рычаг позволяет колесу при проезде неровностей двигаться в вертикальной плоскости, уменьшая раскачку кузова;
4. Отбой. После преодоления неровности пружина амортизационной стойки распрямляется, возвращая подвеску и само колесо в исходное положение.

Плюсы и минусы подвески МакФерсон

При езде по плохим дорогам повышенные нагрузки в узле крепления амортизационной стойки к брызговику крыла вызывают появление в этой зоне усталостных трещин и очагов коррозии
(Фото: DiPres / Shutterstock / FOTODOM)

К плюсам ПМФ можно отнести:

Низкие затраты на производство. Меньшее по сравнению с другими видами независимых подвесок количество элементов конструкции позволяет снизить себестоимость ПМФ;

Компактность в поперечном и продольном направлениях, а также отсутствие верхних рычагов упрощает задачу совместимости ПМФ с трансмиссиями на передне- и полноприводных моделях с поперечным расположением силового агрегата. Та же компактность ПМФ позволяет увеличить объем переднего багажника у автомобилей с задним или центральным расположением двигателя;

Относительно небольшой вес, что (при прочих равных) позволяет снизить расход топлива и положительно сказывается на плавности хода;

Долговечность при езде по дорогам с хорошим покрытием. Подшипник в верхнем узле крепления амортизационной стойки обладает очень большим ресурсом. Долговечность нижнего поперечного рычага и шаровой опоры обеспечивается снижением нагрузки на эти элементы подвески при проезде неровностей, поскольку большую часть возникающих усилий принимает на себя амортизационная стойка. 
 

Главными минусами ПМФ являются:

Ухудшение устойчивости автомобиля из-за существенного изменения угла развала колес в фазе сжатия и отбоя подвески;

Низкая эффективность подавления клевков кузова при торможении из-за худших кинематических свойств по сравнению с подвесками с двойными поперечными рычагами;

При езде по плохим дорогам повышенные нагрузки в узле крепления амортизационной стойки к брызговику крыла вызывают появление в этой зоне усталостных трещин и очагов коррозии. Это ограничивает возможность использования ПМФ на настоящих внедорожниках;

Уязвимость амортизационных стоек при пробое подвески на крупных неровностях. Поскольку большинство стоек являются неразборными, их замена является достаточно дорогостоящей операцией;

Шумность при работе;

Сложность совмещения с рамным шасси.

На каких автомобилях установлена подвеска МакФерсон

Nissan Qashqai и Belgee X50
(Фото: Сhat GPT / Belgee; Nissan)

С 1970-х годов, когда прогресс в области технологий позволил создать долговечные амортизационные стойки, ПМФ широко используется автопроизводителями, прежде всего на передней оси массовых моделей.
Из тех легковых автомобилей/кроссоверов, что до недавнего времени официально присутствовали на российском рынке, а также доступны на нем сейчас, можно упомянуть:

Belgee X50;

Changan Uni-S;

Geely Monjaro;

Haval Jolion;

Hyundai Solaris;

KIA Rio;

LADA Granta;

Nissan Qashqai;

Renault Duster.

Частые вопросы

Чем подвеска МакФерсон отличается от многорычажной?

Главное отличие конструкции ПМФ – наличие только одного, нижнего рычага. За счет этого ниже себестоимость ПМФ, а ее монтаж на конвейере проще. Кроме того, ПМФ является более компактной. Как правило, ПМФ выигрывает в плане долговечности, ее ремонт дешевле, если речь не идет о замене самой амортизационной стойки. С другой стороны, ПМФ уступает многорычажной подвеске по таким параметрам, как комфорт и управляемость.

Каков срок службы подвески МакФерсон?

Это зависит от характера дорожного покрытия, манеры вождения, регулярности обслуживания и качества запчастей. В среднем разные типы амортизаторов в ПМФ служат от 40 000 до 100 000 км. Опорные подшипники меняют примерно через 75 000 – 100 000 км. Чувствительные к жестким ударам и вибрациям сайлентблоки рычагов и шаровые опоры могут выйти из строя раньше.

Что указывает на неисправность подвески МакФерсон?

Признаками неисправности ПМФ являются:

Выраженная раскачка кузова при проезде неровностей;

Стуки при проезде поворотов и неровностей;

Утечки жидкости из амортизационных стоек;

Неравномерный износ шин, особенно в виде вогнутостей или неровностей на протекторе.

Подвеска МакФерсон уступает многорычажным конструкциям в плане шумности, управляемости и комфорта
(Фото: DiPres / Shutterstock / FOTODOM)

Главное о подвеске МакФерсон

Подвеска МакФерсон – это разновидность независимой подвески легковых автомобилей с несущим кузовом;

Подвеска МакФерсон, запатентованная во второй половине 1940-х годов, получила широкое распространение в 1970-х, когда удалось наладить производство долговечных амортизационных стоек;

Характерные особенности конструкции ПМФ – наличие только одного, нижнего, поперечного рычага, а также поворотной стойки, объединяющей амортизатор и пружину;

Подвеска МакФерсон отличается простотой конструкции и компактностью в поперечном и продольном направлениях, что упрощает задачу ее совместимости с трансмиссиями на передне- и полноприводных моделях с поперечным расположением силового агрегата;

Подвеска МакФерсон уступает многорычажным конструкциям в плане шумности, управляемости и комфорта.

Читайте также:

Авторы

Теги
Источник