Macpherson (suspensie)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 12 iulie 2022; verificarea necesită 1 editare .

Strut MacPherson , cunoscută și sub denumirea de suspensie MacPherson sau suspensie pe barele de ghidare , „lumânare oscilantă”  este un tip de suspensie de automobile , al cărui element principal este un amortizor de șoc ( Loncher MacPherson ) [ 1] . Este numit după inginerul proiectant al companiei de automobile General Motors Earl Steel MacPherson , autorul designului.   

A fost obținută prin dezvoltarea ulterioară a suspensiei pe brațe duble , dar are doar un braț în partea de jos, în loc de a doua pârghie, se folosește o balama amplasată înalt sub aripă - fixare pe apărătoarea de noroi a aripii unui rotativ ( în cazul unei suspensii față cu roți direcționate) cremalieră , care joacă simultan rolul unui amortizor, care leagă această articulație de brațul transversal inferior. Bara anti-ruliu într-o astfel de suspensie joacă adesea rolul unei părți a brațului inferior - extensie, care este prezentată în ilustrație; în caz contrar - pe mașinile moderne, de regulă - se folosesc pârghii triunghiulare sau în formă de L și un stabilizator separat [1] .

Pentru suspensia MacPherson, este important un astfel de parametru precum panta lonjelii amortizorului, care în cazul său joacă de fapt rolul pivotului . Pentru a corecta performanța de conducere a mașinii, sunt utilizate atât înclinații longitudinale, cât și transversale.

În cazuri rare, nu un arc, ci o bară de torsiune poate fi folosit ca element elastic într-o suspensie cu lonjeroane MacPherson  - un exemplu de astfel de suspensie este cea din față pe Porsche 911 , sau chiar un arc transversal care înlocuiește brațul triunghiular sau acţionează în tandem cu aceasta [1] . În plus, arcul într-o astfel de suspensie nu este deloc amplasat în jurul amortizorului - de exemplu, pe Mercedes-Benz W124 și multe mașini cu platformă Ford Fox , arcul și suspensia frontală MacPherson au fost montate separat una de cealaltă . .

Suspensia cu bare MacPherson poate fi utilizată atât pentru roțile din față, cât și pentru roțile din spate. Cu toate acestea, în țările vorbitoare de limbă engleză, o suspensie similară a roții din spate este denumită în mod obișnuit „suspensie Chapman” ( ing.  Chapman strut ). În practica casnică, termenul „pandativ de lumânare” sau „lumânare legănată” este uneori folosit în același sens.

În comparație cu suspensia pe brațe duble, lonjeaua MacPherson este inferioară din punct de vedere cinematic (în principal datorită unei modificări semnificativ mai mari a camberului în timpul curselor de compresie și rebound), transmite vibrații și zgomote la caroseria mașinii într-o măsură mult mai mare, ia ridică mult spațiu în înălțime și, de asemenea, mai greu de întreținut din cauza necesității de a demonta întregul rack, de exemplu, pentru a înlocui sau repara un amortizor.Dar o astfel de suspensie este mai ieftină și mai avansată tehnologic în producție, compactă în lățime și are o masă mică, ceea ce a dus la aplicarea sa cea mai largă în practica industriei auto moderne.

Istorie

Suspensia poartă numele unui inginer american Ford, Earl Steel MacPherson, care a dezvoltat-o ​​în a doua jumătate a anilor 1940, pe când încă era angajat al GM și lucra la un proiect conceput pentru piața americană, dar nu a intrat în producția de serie de o mașină Chevrolet ușoară și ieftină Cadet [2] , iar ulterior folosită pentru prima dată pe o mașină de serie a modelului Ford Vedette din 1948 , produsă de filiala franceză a companiei [3] . Mai târziu, a fost folosit pe Ford Zephyr (1950) și Ford Consul (1951), care pretind, de asemenea, că sunt primele mașini de mari dimensiuni cu o astfel de suspensie, deoarece uzina din Poissy care a produs Vedette a avut inițial mari dificultăți în stăpânirea noului. model.

De fapt, suspensiile cu bare de ghidare (dar fără braț inferior) care au precedat barele MacPherson au fost folosite mult mai devreme, chiar până la sfârșitul secolului al XIX-lea, iar în anii 1920, inginerul FIAT Guid Fornaka a dezvoltat un tip de suspensie cu o pârghie și un suport de ghidare, foarte asemănător cu „MacPherson” - se crede că MacPherson a profitat parțial de evoluțiile sale [4] .

O altă linie de dezvoltare care duce la acest tip de suspensie este un fel de suspensie față pe două brațe de lungime inegală, în care arcul dintr-un singur bloc cu un amortizor a fost mutat în spațiul de deasupra brațului superior. Acest lucru a făcut suspensia mai compactă, a descărcat articulația inferioară de la transmiterea forțelor verticale și a permis trecerea arborelui osiei cu balamaua între pârghiile unui automobil cu tracțiune față.

Înlocuind brațul superior cu o articulație sferică și un amortizor și un arc situat deasupra acestuia cu un amortizor care stabilește traiectoria mișcării roții cu o balama pivotantă montată pe apărătoarea aripii, MacPherson a primit un compact, simplu din punct de vedere structural și ieftin. suspensie cu cinematică numită după el, într-o formă oarecum simplificată repetând suspensia pe brațe duble.

În versiunea originală a unei astfel de suspensii, dezvoltată de însuși MacPherson, articulația sferică era situată pe continuarea axei amortizorului - astfel, axa amortizorului era și axa de rotație a roții. Mai târziu, de exemplu, la Audi 80 și Volkswagen Passat din primele generații, articulația sferică a început să fie deplasată spre exterior către roată, ceea ce a făcut posibilă deplasarea axei de rotație a roții spre exterior de la axa rackului și obțineți astfel valori mai mici pozitive, zero sau chiar negative ale umărului de rodare . [unu]

Această suspensie a primit distribuție în masă abia în anii șaptezeci, când problemele tehnologice au fost în cele din urmă rezolvate, în special, producția de masă a amortizoarelor cu resursele necesare. Datorită capacității de fabricație și a costului redus, acest tip de suspensie și-a găsit rapid o aplicație foarte largă în industria auto, în ciuda unei serii de dezavantaje.

În anii optzeci, a existat o tendință spre utilizarea pe scară largă a barele MacPherson, inclusiv pe mașini mari și relativ scumpe ( Audi 100 , Mercedes-Benz W124 , Opel Senator , aproape întreaga gamă de modele BMW din a doua jumătate a anilor '70 - începutul anilor '70). 90 și altele, precum și multe modele americane). Cu toate acestea, ulterior, nevoia de creștere în continuare a calităților tehnice și de consum a condus la o revenire a multor mașini relativ scumpe la dublarea suspensiei de braț ( Audi A4 și A6 , Mercedes-Benz W210 , modele mai noi BMW ), care este mai scump de fabricat, dar are o cinematică mai bună și sporește confortul de conducere.

MacPherson și-a proiectat suspensia pentru a fi instalată pe toate roțile unei mașini, atât față, cât și spate - în special, așa a fost folosită în proiectul Chevrolet Cadet . Cu toate acestea, la primele modele de producție, suspensia designului său a fost folosită doar în față, iar spatele, din motive de simplificare și de reducere a costurilor, a rămas tradițională, dependentă de o axă de antrenare rigidă de arcuri longitudinale .

Abia în 1957, inginerul Lotus Colin Chapman a aplicat o suspensie similară roților din spate ale lui Lotus Elite , motiv pentru care este numită în mod obișnuit „suspensia Chapman” în țările vorbitoare de limbă engleză. Dar, de exemplu, în Germania nu se face o astfel de diferență, iar combinația „Suspensie spate MacPherson” este considerată destul de acceptabilă [1] .

Pneumatizare MacPherson

Odată cu dezvoltarea activă a suspensiei pneumatice, elementele pneumatice au început să ia locul amortizoarelor clasice. Pe de o parte, acest lucru a făcut posibilă reglarea nivelului de joc și reducerea tremurului, pe de altă parte, suspensia pneumatică independentă este cea mai dificilă și costisitoare de fabricat și operat.

Avantaje și dezavantaje

Beneficii

  1. Costuri reduse de fabricație [1] , simplificarea asamblarii vehiculului în fabrică - întreaga suspensie de acest tip (traverse, pârghii, bare) este de obicei asamblată pe un transportor separat și instalată dintr-o singură mișcare.
  2. Compactitate în direcții longitudinale și transversale [1] .
  3. O distanță mare în înălțime între nodurile de sprijin, ceea ce reduce forțele laterale și longitudinale care apar în punctele de atașare la corp [1] .
  4. Posibilitatea implementării unor mișcări constructive mari [1] .
  5. Masa mai mica de piese nearcorate.
  6. Suportul superior al rackului este un rulment axial cu o resursă uriașă. Pârghia și articulația sferică din acest design sunt descărcate de forțele verticale transmise în timpul trecerii neregulilor drumului, drept urmare au o resursă semnificativă și pot fi extrem de ușoare, iar diagnosticarea unei defecțiuni a balamalei este facilitată datorită prezența unor simptome clare ale uzurii lor - loviri și instabilitate în viteză, la care șoferul acordă imediat atenție.

Dezavantaje

  1. Parametri cinematici ceva mai răi în comparație cu o suspensie pe două brațe transversale sau trase: cu o cursă mare a suspensiei, cambra (unghiul roții față de planul vertical) se va modifica semnificativ și cu atât mai mult, cu atât cursa suspensiei este mai lungă [1] . Când suspensia este comprimată, cambra inițial pozitivă se schimbă rapid în negativă, ceea ce în cazul suspensiei față înseamnă o deteriorare a stabilității și controlabilității mașinii din cauza scăderii aderenței roților acesteia la suprafața drumului.
  2. Transferul de forță către un apărător de noroi de aripă relativ slab, care necesită întărirea acestuia [1] ; atunci când conduceți pe drumuri proaste și când suspensia este „defectată”, distrugerea punctelor de atașare a lonjeroanelor de pe apărătorul de noroi al aripii începe cu formarea de crăpături de oboseală pe acesta și declanșarea unui proces de coroziune, prin urmare, suspensia barei MacPherson este potrivite în principal pentru utilizare pe drumuri bine întreținute. Când se operează pe drumuri proaste, este de scurtă durată în comparație cu alte tipuri de suspensii.
  3. Amortizorul de șoc este un element de suspensie foarte încărcat, prin care toate forțele verticale și șocurile percepute de suspensie sunt transmise sistemului de transport al vehiculului, iar în timpul funcționării eșuează destul de des, mai ales atunci când se conduce pe drumuri accidentate. În același timp, costul și complexitatea lucrărilor la înlocuirea acestuia sunt destul de mari. În cazul unei defecțiuni a suspensiei, supapa inferioară a lonjeriei ar putea să nu reziste, ceea ce dezactivează partea sa amortizor, în timp ce majoritatea lonjeroanelor moderne sunt neseparabile și sunt înlocuite exclusiv ca un ansamblu. Conducerea cu o bară „ruptă”, la rândul său, duce la deteriorarea atașării lonjeriei la apărătorul de noroi al aripii și, în cele din urmă, se termină cu o deformare a caroseriei cu o încălcare a geometriei suspensiei, care poate fi eliminată numai prin reparații costisitoare ale caroseriei. .
  4. Dificultate la izolarea zgomotului rutier [1] .
  5. Compensație mai mică pentru rularea longitudinală („dive”) la frânare, în comparație cu suspensia cu braț transversal dublu [1] . Acest lucru a fost evident mai ales pe fostul cel mai comun tip de suspensie cu bare MacPherson din primele modele, cu o bară anti-ruliu situată în fața pârghiilor, care joacă simultan rolul unei părți a brațului inferior. Deoarece, din motive de menținere a gardei la sol necesare sub surplomba față, suporturile stabilizatoare de pe caroserie erau amplasate relativ sus, axele brațelor de suspensie s-au dovedit a fi îndreptate în așa fel încât „ciugulirea” în timpul frânării chiar s-a intensificat. , deoarece axa pârghiei a trecut mai departe de centrul de greutate decât cu pârghiile, paralele cu solul. Începând cu anii 1990, barele MacPherson au fost realizate în mod obișnuit în formă de L, cu o bază mare, ceea ce a făcut posibilă renunțarea la utilizarea brațelor stabilizatoare ca parte a brațului de suspensie și a seta o geometrie mai optimă în ceea ce privește contracararea „scufundării”. ” la frânare.
  6. Frecarea dintre tijă și ghidaj, care afectează performanța suspensiei [1] .

Din acest motiv, bara MacPherson nu este aproape niciodată folosită pe:

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Reimpel, J. Car Chassis (tradus din germană pe scurt) = Fahrwerktechnik. - Moscova: Mashinostroenie, 1983. - T. I. - S. 195-227. — 356 p.
  2. ↑ SIA Flashback - The Truth About Chevy's Cashiered Cadet Arhivat 14 iulie 2010 la Wayback Machine 
  3. ↑ 4Car 100 Cele mai mari inovații . Preluat la 16 august 2006. Arhivat din original la 23 februarie 2012.
  4. ↑ Setright, LJK, „MacPherson Strut: Legs to Support the Car”, în Northey, Tom, ed. World of Automobiles (Londra: Orbis, 1974), Volumul 11, p.1235.