Пристрій підвіски МакФерсон

Останнім часом широкого поширення набула підвіска типу «свічка, що гойдається» (підвіска МакФерсон). Вона складається з одного важеля та телескопічної стійки, з одного боку жорстко пов'язаної з поворотним кулаком, а з іншого – закріпленої у п'яті. П'ята є завзятим підшипником, встановленим у м'якому гумовому блоці, закріпленому на кузові. Стійка може похитуватися внаслідок деформації гумового блоку і повертатися навколо осі, що проходить через завзятий підшипник і важільний зовнішній шарнір.

Переваги підвіски МакФерсон

• Невелика кількість деталей.
• Найменшу масу.
• Простір у моторному відсіку чи багажнику. Зазвичай, стійка підвіски поєднується з амортизатором, а пружний елемент (пружина, пневмоелемент) встановлюється на стійці.
• Низькі витрати виробництва у порівнянні з аналогічними системами на подвійних поперечних важелях.
• Великий експлуатаційний ресурс верхньої опори амортизаційної стійки сконструйованої у вигляді підшипника кочення.
• Компактні розміри та порівняно невелика вага забезпечують відмінні динамічні характеристики, навіть автомобілям із двигунами середньої потужності.
• Легка діагностика несправностей: легке постукування та нестійкість автомобіля при русі на високій швидкості говорить про знос деталей підвіски.

Недоліки підвіски МакФерсон

• Підвищене зношування напрямних елементів стійки при великих ходах підвіски.
• Обмежені можливості варіювання кінематичних схем та великий рівень шуму (порівняно з підвіскою на двох поперечних важелях).
• Втрата стійкості при русі на високій швидкості та при різкому гальмуванні. Причиною нестійкості є істотна зміна положення колеса вертикальної осі внаслідок збільшення, або зменшення ходу амортизатора.
• Підвіска МакФерсон не призначена для експлуатації в умовах бездоріжжя. При їзді поганою дорогою руйнуються деталі кріплення стійок, в результаті на бризковику крила утворюються так звані тріщини втоми, починається процес корозії.
• Постійний тиск шкодить амортизаційним стоякам, тому підвіска МакФерсон не витримує великих навантажень. Таким чином, цей тип підвіски не підходить для експлуатації на спортивних, вантажних машинах, а також позашляховиках та автомобілях з рамною конструкцією.
• Щодо складного ремонту. Складна конструкція підвіски не дозволяє точково замінити деталь, що зносилася. Співробітникам СТО доводиться повністю розбирати систему, що збільшує час та вартість ремонту.

Пристрій підвіски МакФерсон

Підвіска з амортизаційною стійкою, що коливається, має кований важіль, до якого через гумові подушки приєднано плече стабілізатора. Поперечна частина стабілізатора гумовими подушками та сталевими скобами кріпиться до поперечки кузова. Таким чином, діагональне плече стабілізатора передає на кузов поздовжні зусилля з боку колеса і, отже, становить частину інтегрованого важеля направляючого пристрою підвіски. Гумові подушки дозволяють компенсувати перекоси, що виникають при коливанні такого складеного важеля, а також гасять поздовжні вібрації, що передаються від колеса на кузов.

 Шток телескопічної стійки закріплений на нижній підставі гумового блоку верхньої п'яти і не повертається разом зі стійкою та встановленою на ньому пружиною. В цьому випадку при будь-яких поворотах керованих коліс стійка також повертається щодо штока, знімаючи тертя спокою між штоком амортизатора та його напрямною, поршнем амортизатора та циліндром, що покращує реагування підвіски на малі дорожні нерівності.
Пружина встановлюється не співвісно на стійці, а нахилена у бік колеса для того, щоб зменшити поперечні навантаження на штоку, його напрямної та поршні, що виникають під впливом вертикального зусилля на колесі.

 Особливістю підвіски керованих коліс є те, що вона повинна дозволяти колесу здійснювати повороти незалежно від прогину пружного елемента. Це забезпечується за допомогою так званого шкворневого вузла. Підвіски можуть бути шкворневими та безшкворневими.

 Під час шкворневої підвіски поворотний кулак закріплений на шкворні, встановленому з деяким нахилом до вертикалі на стійці підвіски. Для зменшення моменту тертя в цьому шарнірі можуть застосовуватися голчасті, радіальні та завзяті кулькові підшипники кочення. Зовнішні кінці важелів підвіски пов'язані зі стійкими циліндричними шарнірами, зазвичай виконаними у вигляді підшипників ковзання, що змащуються.

 Основним недоліком шкворневої конструкції є велика кількість шарнірів. При хитанні важелів напрямного пристрою в поперечній площині неможливо досягти «антиклювального ефекту» через наявність центру поздовжнього крену підвіски, так як осі качання важелів повинні бути суворо паралельні.

 Набагато поширені незалежні безшкворневі підвіски, де циліндричні шарніри стійки замінені сферичними. У конструкцію даного шарніра входить палець із напівсферичною головкою, на нього одягнений металокерамічний опорний вкладиш, що працює на сферичній поверхні корпусу шарніра. Палець спирається на вкладку із спеціальної гуми з нейлоновим покриттям, встановлений у спеціальній обоймі. Корпус шарніра кріпиться до важеля підвіски. При повороті колеса палець обертається навколо осі у вкладишах. При прогинах підвіски палець разом із вкладишем хитається центром сфери - для цього в корпусі є овальний отвір. Цей шарнір є несучим, тому що через нього передаються вертикальні сили від колеса до пружного елемента, що спирається на важіль підвіски нижньої пружини. Важелі підвіски кріпляться до кузова або за допомогою циліндричних підшипників ковзання, або за допомогою гумометалевих шарнірів, що працюють за рахунок деформації зсуву гумових втулок. Останні вимагають змащення і мають віброізолюючу властивість.