Преимущества и принцип построения подвески типа McPherson

Для бюджетных автомобилей не так важно обеспечивать идеальные показатели по комфорту, реакциям на управление или оперативному регулированию, как максимально сократить сложность и физический объём оборудования узлов подвески. Не упрощая её при этом до полной потери конкурентоспособности автомобиля. Задачу можно считать решённой, если взглянуть на устройство самой популярной подвески в мире для легковых автомобилей – телескопические стойки типа McPherson.

Как появилась свечная подвеска

Если не считать ранних экспериментов на спортивных машинах первой половины прошлого века, то первым серьёзным появлением нового типа стали 50-е годы, когда один из инженеров Форда запатентовал конструкцию, названную его именем. И не просто получил патент на очередную экзотику, а добился её применения в серийном Ford Consul. Для того консервативного времени в автомобилестроении США явление стало необычным. Звали разработчика Эрл МакФерсон.

Устройство подвески

Главной особенностью стало использование единой конструкции, интегрирующей в себе все три составляющие подвесочного узла – упругий элемент, демпфер и направляющий аппарат. Всё это объединилось в виде единой стойки, которую надо было лишь закрепить сверху к кузову и снизу к единственному треугольному рычагу. При работе угол оси стойки изменялся, поэтому её иногда называют качающейся свечой.

Базовый конструкционный элемент стойки представляет собой увеличенный и упрочнённый корпус телескопического амортизатора с закреплёнными на нём поворотным рычагом, нижним упором пружины и кронштейном для крепления болтами к поворотному кулаку. Выходящий сверху из амортизатора шток резьбовым наконечником с гайкой подсоединялся к верхней опоре стойки. Пружина охватывала корпус снаружи.

Верхняя опора выполняла несколько функций:

• крепление стойки подвески в верхней точке к кузову через силовой стакан над лонжероном;
• амортизация приходящих через пружину и шток вибраций и мелких ударов посредством резиновой вставки в шарнир опоры;
• упор для верхнего витка цилиндрической или бочкообразной пружины, нижним концом упирающейся в корпус амортизатора, оба витка лежат на поглощающих эластичных подушках;
• поворот штока и пружины под действием рулевого управления благодаря наличию упорного подшипника качения:
• наличие плоскости для работы упругого отбойника, надетого на шток амортизатора.

Снизу стойка через поворотный кулак крепилась к рычагу с помощью нижней шаровой опоры. Так обеспечивается свобода рабочих ходов подвески и возможность поворота управляемых колёс. Рычаг крепится к кузову или подрамнику через резинометаллические сайлентблоки.

Подвеска, как и многие другие, дополняется стабилизатором поперечной устойчивости, подсоединённым через стойки с шаровыми наконечниками или резиновыми втулками.

Особенности работы

От положения стойки относительно кузова зависят углы установки колёс, кроме схождения, которое обеспечивается регулировкой длины рулевых тяг. Поэтому наклоны корпуса в продольной и поперечной плоскостях подбираются при настройке подвески, предусмотрены и регулировки подбором шайб и эксцентриковыми болтами крепления к кулаку.

Рабочий ход подвески ограничивается надетым на шток эластичным отбойником, а ход отбоя – внутренним буфером амортизатора. Сайлентблоки и шаровая опора рассчитываются таким образом, чтобы не разрушаться при полном ходе штока.

Толкающее и тянущее усилия передаются на кузов через жёсткий треугольный рычаг. Иногда он выполняется в виде поперечной тяги с одним сайленблоком к кузову и дополняется продольной растяжкой. С обратной стороны реактивное усилие передаётся через силовой телескоп амортизатора. Внутри стойки расположен обычный для гидравлических демпферов набор из амортизаторной жидкости, поршней, клапанов и дросселирующих отверстий. В последнее время практически все стойки содержат газ под давлением для предотвращения вспенивания и кипения при перегревах.

Достоинства и недостатки свечной подвески

Главная причина столь широкого распространения – прекрасные характеристики компактности. Уменьшение размеров колёсных ниш, где располагаются узлы подвесок, в конечном счёте приводит к росту полезного объёма кузова для размещения пассажиров и груза. Есть и другие преимущества:

• подвеска идеально сочетается с переднеприводной схемой компактных автомобилей с поперечным расположением моноблока двигателя и трансмиссии;
• задняя подвеска типа McPherson позволяет существенно расширить багажное отделение и понизить его пол;
• подвеска состоит из минимального количества деталей, что снижает себестоимость в производстве;
• по той же причине она надёжна и проста в ремонте;
• не вызывает нареканий по поводу избытка неподрессоренных масс, хотя и не лидирует по этому показателю;
• при использовании на задней оси легко позволяет организовать полноуправляемое шасси.

Простота не может не сказаться на наличии недостатков:

• подвеска не может обеспечить идеальной траектории перемещения колеса и стабильного пятна контакта;
• в телескопе стойки развивается нежелательная сила трения;
• верхняя опора плохо изолирует кузов от передачи мелких дорожных неровностей;
• сильно нагружается стакан кузова, вся конструкция не располагает запасом прочности.

Всё это достаточно чётко определяет область применения – это самые распространённые бюджетные автомобили малого и среднего класса. На крупных машинах премиального сегмента используется редко, даже если там и ставят совмещённые с пружиной амортизаторы, то всё это дополняется усложнённым направляющим аппаратом и средствами повышения комфорта. Но это не мешает подвеске типа МакФерсон оставаться самым широко применяемым типом в мире.