Автомобильная подвеска должна обеспечивать как хорошую управляемость, так и комфорт. При этом быть не слишком дорогой в производстве и обслуживании. И хотя создать идеальную конструкцию невозможно, ничто не мешает поставить на первое место простоту, а уж потом подумать об остальном. Вот так и появилась подвеска № 1 – знаменитая стойка МакФерсона (McPherson).
Автомобильная подвеска должна обеспечивать как хорошую управляемость, так и комфорт. При этом быть не слишком дорогой в производстве и обслуживании. И хотя создать идеальную конструкцию невозможно, ничто не мешает поставить на первое место простоту, а уж потом подумать об остальном. Вот так и появилась подвеска № 1 – знаменитая стойка МакФерсона (McPherson).
| Автомобильная подвеска должна обеспечивать как хорошую управляемость, так и комфорт. При этом быть не слишком дорогой в производстве и обслуживании. И хотя создать идеальную конструкцию невозможно, ничто не мешает поставить на первое место простоту, а уж потом подумать об остальном. Вот так и появилась подвеска № 1 – знаменитая стойка МакФерсона (McPherson). |
Секрет конструкции
Суть конструкции МакФерсона – объединение амортизатора и упругого элемента – пружины в единую блок-стойку при наличии только одного рычага. Верхняя часть стойки упирается в интегрированный в свод колесной арки цилиндр-стакан (чашку) с резиновой подушкой и подшипником. Последний обеспечивает свободное вращение стойки. Нижняя часть соединяется кронштейном с цапфой колеса. Довершает «портрет» классический нижний рычаг с шаровой опорой. Стабилизатор может крепиться по-разному – как к нижнему рычагу, так и к амортизационной стойке.
Долгий путь к славе
Любопытно, что самые первые конструкции независимых подвесок во многом сильно напоминали McPherson. К примеру, у подвески французской фирмы Sizaire (1905 г.) колеса с цапфами перемещались в вертикальной плоскости на особых штоках, проходящих через два цилиндра, укрепленных на балке. На них же они и поворачивались. Правда, не было амортизаторов – ведь их тогда еще не изобрели. А вместо пружин использовалась поперечная рессора.
Французская конструкция распространения не получила, поскольку с теми скоростями, которые развивали автомобили и в начале века, потребителя больше интересовала прочность, чем управляемость. Поэтому следующая попытка заменить традиционную зависимую подвеску на рессорах была предпринята только в 1922 году на итальянской Lancia Lambda. Вот как об этом пишет известный советский автоконструктор Юрий Долматовский в книге «Знакомые и незнакомые»: «Передние листовые рессоры устранены. На внутренней стороне оси каждого переднего колеса имеется стержень, который перемещается внутри вертикальной стойки, сжимая витую пружину. Стойка одновременно служит шкворнем, поворачиваясь вместе с колесами» (см. рисунок слева). От себя добавим, что в подвеске Lancia впервые в мире в одном блоке объединили пружину и телескопический амортизатор. Однако большинство тогдашних автопроизводителей сочли итальянскую разработку чересчур мудреной, и «свечная подвеска», как окрестили ее автожурналисты, не прижилась.
В 1933 году одновременно и независимо друг от друга немцы (Mercedes-Benz) и американцы (General Motors) начинают массовое производство пружинных двухрычажек, которые были прочнее и надежнее. А главное, включали новомодные рычажные амортизаторы, которые тогда считались более перспективными, чем телескопические. В 1934 году все тот же GM выпускает еще и подвеску ДюБонне, где пружина и аммортизатор не просто собраны в едином блоке, но еще и спрятаны в стальном кожухе-цилиндре, заполненном маслом. Наружу торчали только рычаги. При этом с другого конца цилиндр при помощи шкворня шарнирно соединялся с жестко закрепленной балкой. В итоге получилась совершенно «неубиваемая» конструкция, имевшая лишь один недостаток: нужно было поворачивать не только колеса, но еще и рычаги, а также емкости с амортизаторами, пружинами и маслом, что оказалось несколько тяжеловато. А гидроусилитель руля тогда еще не изобрели.
Тем временем специалисты другой американской фирмы – Ford – лихорадочно искали замену архаичной зависимой подвеске на поперечной рессоре, конструкция которой восходила еще ко временам легендарной «жестянки Лиззи» образца 1908 года. Перепробовали множество конструкций, одна из которых – пружинная двухрычажка – впоследствии станет непременной особенностью фордовских полноразмерных седанов. А вот в Европе с 1949 года в серию пошел скромный седан Ford Consul с подвеской, разработанной шотландцем МакФерсоном на основе богатого опыта предшественников. Вскоре идею подхватили французская Simca и итальянская Vespa. И пошло-поехало…
Един в шести лицах
Существует шесть конструкций McPherson. Первая, восходящая к 1949 году, отличается узким нижним рычагом, жестко соединенным со стабилизатором поперечной устойчивости. В итоге стабилизатор, кроме своей прямой обязанности – уменьшать крены в поворотах, – исполняет роль второго нижнего рычага, принимая на себя усилия при разгоне и торможении.
Вторая версия, появившаяся в 70-х, вместо комбинации «прямой рычаг – стабилизатор» получила более прочный рычаг треугольной формы. В то же время возникла мода на подрамники, к которым для лучшей изоляции от дорожных шумов и вибраций крепятся рычаги подвески, а также рулевая рейка и др. Сам же подрамник, в свою очередь, крепится к кузову через резиновые подушки, сайлент-блоки.
Третий вариант – это лже- или модифицированный McPherson. Главное отличие – установленная отдельно укороченная пружина, в то время как амортизатор по-прежнему упирался в верхнюю часть колесной арки. Впервые подобную конструкцию применили на американском Ford еще в 1978 году. А ровно через пять лет установили на легковые Mercedes-Benz серии W124 и W201. До недавнего времени этот вариант встречался на Ford Transit (1986 – 2001 г. в.).
Причиной появления данной разновидности стала невысокая выносливость обычного McPherson. Подмечено, что на автомобилях с пробегом свыше 200 тыс. км нередко встречаются поврежденные верхние крепления стоек или характерные разрывы по верхней части колесной арки. Что совсем неудивительно. Ведь именно на эту часть кузова приходится основная нагрузка. В то время как у «ненастоящего» McPherson подобные неприятности возникают реже, поскольку значительная часть нагрузки передается на кронштейн. А он приварен не к хлипкой арке, а к силовому элементу кузова.
Четвертую разновидность подвески McPherson можно назвать условно, поскольку она не имеет пружин. Вместо них одни конструкторы устанавливали продольные торсионы, как на FIAT 130 (1969 – 76 гг.). Другие же с успехом применили поперечную рессору. Типичный пример – грузовые Mercedes-Benz Sprinter и Volkswagen LT 90-х годов выпуска.
Еще один вид McPherson применяется только в задней подвеске. Здесь амортизационная стойка работает в паре с тремя рычагами: двумя продольными и одним поперечным. Чаще всего подобная конструкция встречается на американских, японских и корейских переднеприводных автомобилях.
Замыкает же наш хит-парад конструкция фирмы Renault. Ради повышения устойчивости при движении по прямой и уменьшения биения колес в крутом повороте пришлось вспомнить о старом добром шкворне. Конечно, не таком, как на «Волге», но принцип действия похож (см. рисунок снизу). Теперь стойка остается неподвижной, а колесо вместе с поворотным кулаком поворачивается на шаровых опорах. История развивается по спирали.