Устройство подвески автомобиля, ее типы - многорычажная, МакФерсон

Признаки и неисправности подвески МакФерсон

Первая и весьма заметная неисправность – раскачивание кузова автомобиля

. Основной признак того, что стойки амортизатора вычерпывают свой ресурс и приходят в негодность. Как результат потеря комфорта, ухудшение управляемостью автомобиля, а так же ускоренный износ сопутствующих деталей подвески.

Автомобили, на которых установлены ABS и ESP

, в случае поломки подвески начинают чаще срабатывать и сигнализировать. Как только Ваш «железный конь» начинает клевать носом или же раскачиваться, то не стоит откладывать на потом. Результат таких поломок – пропорциональное увеличение тормозного пути, чем больше поломка, тем медленней будет останавливаться автомобиль. Соответственно и безопасность автомобиля теряется.

Потеря курсовой устойчивости

еще одна причина, по которой стоит обратить внимание на подвеску автомобиля. Выход или ослабление одного из амортизаторов приводит к уменьшению упора машины на все 4 колеса

Таким образом, при заходе в поворот, машину попросту заносит, само скольжение любой оси говорит о возможной поломке.

Хотя бы раз в жизни каждый водитель ощущал на себе, как автомобиль клюет носом или подкидает зад

. Обычно это приводит к плохому самочувствию, снижению внимания или куда более яркие последствия такой поломки. Это очередной признак выхода из строя амортизаторов автомобиля, сама ж раскачка и неправильное распределение массы машины ощущается при резком разгоне или торможении. Комфортно сидеть в таком автомобиле никак нельзя, к тому же все это вредит кузовной конструкции.

Уменьшение дорожного просвета

так же признак выхода из строя одной из частей подвески, если вы конечно не сторонник «заниженных» автомобилей, а подвеска автомобиля не проходила доработок. Причин такой поломки может быть несколько, усталый металл, коррозия одной из деталей. Чаще всего могут просесть пружины (сокращают ход сжатия), за счет чего вся сила удара передается за кузов и салон автомобиля, расширяются соединения и стыки на кузове и по интерьеру.

Неравномерный износ шин и излишняя жесткость

, именно с этих показателей и начинается большинство проблем с подвеской. Увидеть износ шин можно невооруженным глазом, а жесткость будет ощутима при езде по неровной дороге. Для подвески МакФерсон это весьма распространенное явление, за счет плавающего угла колес (нарушение развала-схождения колес) или же проседания амортизационной стойки в целом.

Как она функционирует

Работает подвеска МакФерсона так: при наезде на неровность, колесо вертикально смещается относительно кузова и это обеспечивает стойка (за счет сжатия пружины) и рычаг, крепящийся подвижными соединениями к ступице и несущей части.

Пружина воспринимает усилие, но она не способна его быстро загасить, и здесь в работу вступает амортизатор, который и поглощает всю энергию.

Во время наезда на неровность также возникает усилие, которое старается сместить само колесо в продольном направлении. С таким негативным действием «борются» два рычага, установленных под углом или же один А-образный, у которого две вершины крепятся к кузову и только одна – к ступице.

После преодоления неровности, пружина принимает исходное положение, из-за чего колесо, относительно кузова, выравнивается.

При преодолении неровностей оба колеса смещаются независимо друг от друга. Но при этом подвеска не способна полностью поглотить все усилия и часть их все же передается на кузов. При этом возникает вероятность раскачивания несущей части, если оба колеса движутся по неровности.

Чтобы этого не произошло и используется стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий две независимые подвески одной оси. Он представляет собой обычный торсион и за счет возникновения сил, противодействующих скручиванию, он способен погасить колебательные движения кузова.

Устройство подвески

Широкое распространение подвеска MacPherson получила благодаря очень простому устройству с небольшим количеством составных частей.

Конструкция ее включает в себя:

Кронштейны кузова или подрамник;
Нижний рычаг;
Амортизационная стойка;
Верхняя опора;
Элементы, обеспечивающие подвижные соединения (резинотехнические элементы, шаровые опоры).

Это компоненты только одного колеса. На одной оси для двух ее колес используется два комплекта перечисленных составляющих. Но есть еще один компонент, соединяющий подвески левого и правого колес – стабилизатор поперечной устойчивости, который своими концами прикрепляется к стойкам или рычагам, а в центральной части к подрамнику или кузову.

Элементы подвески МакФерсон

Устройство подвески МакФерсона очень простое. В нижней части ступица колеса прикреплена подвижным соединением к кузову посредством поперечного нижнего рычага. К ступице также крепиться вертикально расположенная амортизационная стойка (хотя и не строго вертикально, а под определенным углом). В верхней части эта стойка упирается в кузов и крепиться к нему посредством опоры. Вот и вся конструкция этой независимой подвески.

Поворотный кулак со ступицей

Теперь немного по каждому составному элементу подвески. Для крепления к кузову в нижней части предусмотрены кронштейны, представляющие собой обычные проушины, к которым посредством болтового соединения крепятся поперечные рычаги. Но чтобы обеспечить уменьшенную передачу вибрации на кузов, крепление рычага делается через резинометаллические проставки – сайлент-блоки. Кронштейны эти могут быть сделаны как на самом кузове, так и на подрамнике – трубной конструкции, крепящейся к несущей части.

В самой простой версии этой подвески используется всего один нижний поперечный рычаг, крепящийся одним концом через сайлент-блок к кузову, а вторым посредством шаровой опоры – к ступице. Дополнительно к этому рычагу присоединяется стабилизатор, тоже через сайлент-блок. Но такая конструкция не обеспечивает должной жесткости относительно продольного смещения колеса.

Поэтому более современные подвески МакФерсона используют либо два поперечных рычага, установленных под определенным углом относительно друг друга, либо один, но А-образный. Такое решение несколько увеличивает количество точек крепления, а значит, и мест, в которых может появиться вибрация, но зато обеспечивается должная фиксация колеса от продольного смещения. В таких конструкциях стабилизатор если и крепиться к рычагу, то не напрямую, а посредством специальной стойки. Но очень многие автопроизводители фиксируют концы стабилизатора к корпусу стойки через тяги.

Амортизационная стойка является главным элементом подвески МакФерсона, поскольку в ее задачу входит гашение колебательных движение и максимально возможное снижение их передачи на кузов. Состоит она из корпуса, посредством которого она крепиться к ступице, пружины и амортизатора. Классической является схема стойки, в которой амортизатор с корпусом располагаются внутри пружины, хотя есть и конструкции с вынесенной пружиной.

Устройство газомасляной стойки MacPherson

В верхней части стойка крепиться посредством специальной опоры, в которую упирается пружина. Зачастую в конструкции опоры используется подшипник, который обеспечивает возможность вращения стойки вокруг оси. Чем достигается еще одно положительное свойство этого вида подвески – возможность использования ее в качестве поворотного кулака.

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.

Подвеска автомобиля: виды, устройство и принцип работы

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

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.

Подвеска автомобиля

Главным назначением подвески автомобиля является подавление и уменьшение колебаний, возникающих при попадании ТС в ямы или при наезде на подъемы дорожного покрытия. Благодаря действию подвески, подобные явления эффективно гасятся.

Кузов осуществляет различные типы колебаний — поперечно-угловые, продольные, угловые и вертикальные. Их характеристики формируют общую плавность перемещения транспортного средства для пассажиров и водителя в салоне.

Отдельного внимания заслуживает тип связи колес и кузова автомобиля.

Люди, которые хотя бы раз в жизни ездили на деревянной телеге, ощутили на себе «прелести» движения по неровному покрытию.

Это легко объяснить, ведь колеса этого средства для передвижения жестко сидят на «основе», а выбоины и ямы передаются «пассажирам».

По телевизору можно наблюдать картину, когда при увеличении скорости движения телега буквально разваливается.

Причиной является именно жесткость, из-за которой элементы ходовой части получают огромную нагрузку.

Для продления срока службы современных транспортных средств и повышения уровня комфорта «наездников» кузовная часть и колеса автомобиля не имеют жесткой связи.

Это легко подтвердить, если поднять ТС на определенно расстояние от земли и подергать за колеса — они будут свободно перемещаться и слегка отвиснут.

Это обусловлено особым типом крепления с помощью специальных пружин и рычагов.

Группа механизмов, обеспечивающих «гибкую» связь, относятся к подвеске.

Ее элементы (пружины и рычаги) изготовлены из металла и имеют определенный уровень прочности.

Но при изготовлении автомобиля предусматривается определенный запас, позволяющий колесам перемещаться по отношению к кузовной части в определенных плоскостях.

Если быть точнее, обеспечивается свобода перемещения кузова по отношению к колесам, движущимся по дорожному покрытию.

Подвеска — элемент ходовой части автомобиля, который может быть двух видов:

Независимая — тип подвески, в которой колеса на одной оси не имеют жесткой связи и меняют положение независимо друг от друга. Это значит, что при попадании на неровность одно из колес реагирует на дефект, а другое — остается в прежней позиции.
Зависимая — тип подвески, в которой колеса одной оси имеют жесткую связь, то есть соединены специальной балкой. В случае попадания транспортного средства в яму или при наезде на подъем оба колеса меняют положение на идентичный угол.

Недостаток жесткого крепления очевиден. Почти все неровности дорожного покрытия передаются кузову автомобиля, а далее — людям в салоне.

В роли спасителя выступают только шины, которые берут на себя «удар». При такой конструкции кузов сильнее раскачивается и с более высоким ускорением.

Добавление в конструкцию ходовой части упругой составляющей (рессора или пружин) позволяет более эффективно гасить удары от неровного дорожного покрытия.

Недостаток в том, что машина начинает раскачиваться, а сами колебания сохраняются в течение продолжительного времени. В итоге машина менее управляема, а движения становятся опасными.

Авто с таким типом подвески будет раскачиваться во всех направлениях, что повышает риск «пробоя». Он может возникнуть в случае совпадения двух составляющих — толчка от дорожного покрытия и работы подвески из-за продолжительного колебания.

Сегодня элементы ходовой части более продуманы. В конструкцию подвески входят не только упругие, но и демпфирующие узлы — амортизаторы.

В задачу последних входит контроль работы пружины и гашение чрезмерных колебательных движений.

После наезда на неровность происходит сжатие пружины, а в процессе расширения большую часть энергии принимает на себя амортизатор автомобиля.

Он не дает пружине растянуться на длину, которая больше положенной. Как следствие, колебательный процесс имеет ограниченный характер — в среднем одно 0,5 до 1,5 циклов.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Почему стучит амортизатор.

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.

Принцип работы подвески MacPherson

Разработана электромагнитная автомобильная подвеска — Автомобиль Подвеска Электромагнит Для того, чтобы представить подвеску MacPherson в работе, необходимо последовательно проследить за передачей усилия при проезде неровностей.

Если колесо встречает препятствие, заставляющее его двигаться вверх, то отсутствие жесткого крепления к кузову и наличие нижнего рычага передадут усилие на пружину. Она начнет сжиматься, забирая в себя огромную долю энергии. Телескопическая стойка начнет гасить колебания пружины. Оставшаяся часть энергии приведет в движение кузов автомобиля, предварительно перейдя на опору.

Если же колесо попадает в яму, то происходит аналогичный процесс с растяжением пружины. Не стоит забывать, что энергия еще и распределяется между соосными колесами. Применение шарниров и сайлентблоков так же уменьшают усилие на несущие элементы.

Модернизация перечисленных узлов позволяет конструкторам вести постоянные работы по увеличению мягкости и бесшумности работы подвески.

Обеспечение поворота колеса при маневре происходит за счет свободного вращения стойки в точках опоры:

вверху — в подшипнике;
внизу — в шаровой опоре.

Устройство подвески McPherson

Подвеска McPherson по своей сути является несколько измененной системой с двумя рычагами, только вместо верхнего рычага его функцию выполняет опора амортизатора, которая закреплена в верхней части кузова под крылом автомобиля, а снизу она соединяет нижний рычаг и шаровую опору. Если говорить в общем, то устройство подвески McPherson несложное, что позволяет выполнять ремонтные операции в гаражных условиях. К основным конструктивным элементам McPherson можно отнести нижний поперечный рычаг, амортизационная стойка, подрамник, ступица колеса, шаровая опора, опора крепления амортизатора, пружина. Подрамник автомобиля, с помощью сайлентблоков или жестких креплений крепится к кузову автомобиля, его основная задача уменьшить действие вибрации подвески на кузов. В некоторых случаях подрамник может отсутствовать. В этом случае нижние рычаги, которые должны крепиться к нему с помощью салентблоков, крепятся к специально усиленным платформам на самом кузове. Характерной особенность нижних поперечных рычагов является наличие с одной стороны двух точек опор, на которых он крепится к подрамнику или к кузову автомобиля, а с другой стороны к нему крепится шаровая опора с помощью, которой поворотный кулак может вращаться в любой плоскости.

Схема подвески МакФерсон

На поворотном кулаке находится ступица, которая обеспечивает крепление колеса и его вращение с помощью, установленного в ней подшипника. Верхняя часть поворотного рычага соединена с амортизационной стойкой, верхняя часть которой является подвижной за счет, в большинстве случаев резиновой втулки с подшипником, в котором крепится шток амортизатора. Опорный подшипник обеспечивает вращение стойки вокруг своей оси, а резиновая втулка компенсирует ее отклонение возникающие во время работы подвески McPherson (МакФерсон). Также хочется отметить, что амортизационная стойка находится внутри пружины, которая обеспечивает дополнительную упругость подвески.

Для более совершенной работы, подвеска McPherson (МакФерсон) может иметь и ряд дополнительных элементов, таких как стойки стабилизатора и сами стабилизаторы поперечной устойчивости, обеспечивающие устойчивость автомобиля на поворотах. Стабилизатор крепится к подрамнику или же к кузову автомобиля в двух точках с помощью металлических кронштейнов, внутри которых в обязательном порядке должны находятся резиновые втулки, обеспечивающие мягкость подвески в местах крепления.

Плюсы подвеска McPherson

Низкие затраты изготовления элементов, в сравнении с двухрычажной подвеской
Легко диагностируемая и ремонтируемая
Компактная
Неподрессоренная масса меньше чем у других подвесок
Более длительный срок службы отдельных элементов.

Минусы подвески McPherson

Несколько хуже параметры кинематики, если сравнивать с двухрычажной подвеской
Повышенная передача дорожного шума в кузов и салон автомобиля
Меньше по сравнению с другими подвесками компенсация продольного крена во время торможения.
Частый выход из строя амортизаторов

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.

Цена на детали подвески МакФерсон

Говорить о конкретной стоимости детали подвески МакФерсон не стоит, так как для каждого автомобиля, марки и модели она разная. Каждый производитель по-своему дорабатывает и производит отдельные узлы подвески, соответственно и цена будет разной.

За пример возьмем Toyota Camry V40 2010 года выпуска:

Наименование	Цена от, руб.
Амортизатор Sachs	2011
Пружина передняя Kayaba	1916
Опора амортизаторной стойки передняя FENOX	1559
Опора шаровая Quinton Hazell	726
Подшипник ступицы GSP	1107
Ступица колеса PROFIT	4726

Не сказать, что замена названых деталей обойдется дешево, но все же, как показывает статистика это самые ходовые детали, которые чаще всего выходят из строя. Окончательный вывод дорого или дешево каждый может сделать лично, так как все зависит от стиля езды и времени между ремонтом подвески автомобиля.

Недостатки

Если поднимается вопрос о том, что лучше — балка или многорычажная подвеска, — стоит рассмотреть минусы последней. Самый большой недостаток – это сложность конструкции. Отсюда дороговизна обслуживания и недешевая цена самого автомобиля.

Стоимость многорычажной подвески в 2-3 раза выше, чем обычной полузависимой балки. Следующее – ресурс. Так как в конструкции используется много шарниров, рычагов и стайлентблоков, все они рано или поздно выходят из строя. Срок службы деталей многорычажной подвески составляет 100 тысяч километров. Что касается балки, она практически вечная. Конструкция на порядок надежнее и не требует дорогостоящего обслуживания. Максимум что требуется заменить – это амортизаторы. Они «ходят» по нашим дорогам около 80 тысяч километров

Многорычажной подвеске при езде по неровностям требуется большее внимание. Если машина начала издавать стуки в передней или задней части, стоит осмотреть состояние рычагов и стайлентблоков

При наличии люфтов и свободного хода их следует заменить.

Стоимость новых рычагов на «Мерседес» в 124-м кузове составляет 120 долларов на одно колесо. Несмотря на большой возраст и низкую стоимость автомобиля, запчасти для него не стали дешевле. То же самое касается и других машин, на которых используется данный тип подвески. При замене сайлентблоков нужен подъемник или смотровая яма. Обычно такие машины ремонтируются в сервисных центрах. А это дополнительные расходы.

Неисправности и обслуживание подвески авто

Несмотря на то, что производители активно улучшают износостойкость оборудования, из-за плохого состояния дорог их усилия сводятся на «нет» и водители сталкиваются с таким проблемами, как:

Деформация рычагов подвески. Причиной такого рода поломки можно назвать низкое качество материала, из которого изготовлена деталь. Проявляется, как правило, при наезде на высокое препятствие или наоборот, въезде в глубокую яму. При достаточно серьезной поломке, появляется характерная вибрация от работы двигателя. Обслуживание на СТО заключается в снятии деформированного рычага, замене вышедших из строя деталей или полной замене оборудования.
Изменение углов установки передних колес. Зачастую это происходит в результате изнашивания шарниров передней подвески и приводит к ухудшению вращения колес, чрезмерному расходу топлива. При такой поломке помогает регулировка развала схождения.
Износ или поломка амортизатора, нарушение герметичности. Происходит из-за длительной работы, большой нагрузки или попадания мусора. При перемещении жидкости, неисправно работающие клапаны подвержены излишней нагрузке, что со временем приводит к их поломке — образовании течи. Использование неисправных амортизаторов может серьезно навредить транспортному средству, вплоть до разрушения деталей подвески.
Поломка опоры амортизатора. Обычно происходит по двум причинам: а) в опоре изнашивается резина; б) выходит из строя подшипник. Характерным признаком поломки является стук, даже при езде по незначительным неровностям.
Износ креплений подвески. Крепления можно отнести к расходному материалу, во время эксплуатации их износ неизбежен. Своевременная замена не позволит разрушениям перейти на остальные детали.

Основной причиной поломок подвески является некачественное дорожное покрытие. Кроме того, на срок службы агрегата влияет стиль вождения водителя, качество технического обслуживания или низкопробные комплектующие.

Изучив строение, принцип работы и характеристики подвески, мы можем сделать вывод, что это сложный механизм, требующий внимательного контроля и качественного обслуживания, прежде всего, в целях безопасности в пути. Подвеска оказывает огромное влияние на работу всего автомобиля и условий вождения. Классификация подвесок разнообразна, поэтому каждый сможет выбрать авто по своим критериям.