Стойка Макферсон - MacPherson strut

Простая амортизационная стойка Макферсон на левом переднем колесе заднеприводного автомобиля. Передняя часть автомобиля находится в правом нижнем углу изображения.
Верхний зеленый: интерфейс кузова / стойки
Красный: поворотный кулак или опора ступицы.
Синий: Нижний рычаг управления или следите за рычагом управления
Голубой: рулевой механизм тяга или рулевой стержень
Нижний фиолетовый: Радиус стержня
Верхний фиолетовый: Винтовая пружина
Желтый: трубчатый корпус, содержащий амортизатор или демпфер
Нижний зеленый: рама автомобиля или цельный член

В Стойка Макферсон это тип автомобильная подвеска система, в которой верхняя часть телескопического амортизатора используется в качестве верхней оси поворота. Он широко используется в передней подвеске современных автомобилей и назван в честь американского автомобильного инженера. Эрл С. Макферсон, который придумал и разработал дизайн.

История

Эрл С. Макферсон В 1945 году был назначен главным инженером проекта Chevrolet Light Car для разработки новых автомобилей меньшего размера для послевоенного рынка. Это привело к Шевроле Кадет. К 1946 году было изготовлено три прототипа конструкции «Кадет». Они включали первую независимую подвеску МакФерсон как спереди, так и сзади.[1] Проект Cadet был отменен в 1947 году, и недовольный Макферсон был соблазнен присоединиться к нему. Форд. Патенты были поданы в 1947 г. (Патент США 2,624,592 для GM)[2] а в 1949 г. (Патент США 2660449 для Ford),[3] патент 1949 г.[4] цитируя проекты Гвидо Форнака из FIAT в середине 1920-х гг.[5][6] Амортизатор довоенный Крепкий скарабей могли оказать влияние, и к тому времени были хорошо известны удлиненные стойки шасси самолетов.[нужна цитата ] Французский Cottin-Desgouttes использовали аналогичный дизайн, хотя и с менее сложным рессоры,[7][8] однако передняя подвеска Cottin-Desgouttes, в свою очередь, была вдохновлена ​​американским инженером. Дж. Уолтер Кристи Дизайн 1904 года.[9][10]

Макферсон разработал стойку для всех четырех колес, но обычно она используется только для передней подвески, где обеспечивает рулевое управление шарнир, а также подвеска для колеса.

Первый серийный автомобиль, на котором были установлены стойки Макферсон, часто ошибочно указывается как французский 1949 г. Ford Vedette,[11][12] но он был разработан раньше MacPherson с независимой передней подвеской на поперечных рычагах и верхней винтовой пружиной.[13] Только в 1954 году, после того, как фабрику Vedette приобрела Simca, пересмотренный Симка Ведетт перейти на использование передних стоек.[13]

После прихода Макферсона в Ford первым серийным автомобилем, оснащенным стойками Макферсона, стал британский автомобиль 1950 года постройки. Форд Консул и позже Зефир.

Дизайн

В стойке MacPherson используется поперечный рычаг или существенное звено сжатия, стабилизированное вторичным звеном, которое обеспечивает точку крепления для держателя ступицы или ось колеса. Эта система нижнего рычага обеспечивает как поперечное, так и продольное расположение колеса. Верхняя часть держателя ступицы жестко закреплена на нижней части внешней части собственно стойки; он скользит вверх и вниз по внутренней части, которая простирается вверх прямо к креплению в корпусе кузова транспортного средства. Линия от верхнего крепления стойки к нижнему шаровому шарниру на поперечном рычаге дает наклон оси поворота. Ось стойки может быть наклонена внутрь от оси рулевого управления внизу, чтобы освободить шину; это заставляет днище двигаться по дуге при рулевом управлении.

Чтобы быть действительно успешным, стойка Макферсона потребовала внедрения унитарный конструкции, потому что для нее требуется значительное вертикальное пространство и прочное верхнее крепление, которое могут обеспечить цельные корпуса, а также распределять нагрузки.[14] Стойка обычно несет как катушку весна на котором подвешен корпус и амортизатор, который обычно представляет собой картридж, установленный внутри стойки (см. койловер ). Стойка также может иметь рулевое управление рука встроена в нижнюю внешнюю часть. Вся сборка очень проста и может быть предварительно собрана в единое целое; также путем устранения верхний рычаг, это позволяет увеличить ширину моторного отсека, что полезно для небольших автомобилей, особенно с поперечный -установленные двигатели, такие как большинство передний привод автомобили есть. При необходимости его можно упростить, заменив анти-ролл-бар (торсион ) для радиусная рука.[14] По этим причинам он стал почти повсеместным у недорогих производителей. Кроме того, он предлагает простой метод настройки геометрии подвески.[15]

Многие современные реализации заменяют нижний рычаг подвески на поперечный рычаг. An анти-ролл-бар не является обязательным и, если имеется, прикрепляется стержнем с шаровым шарниром к пружине-амортизатору или шаром или стержнем с эластомерным шарниром к поперечному рычагу.

Преимущества и недостатки

Поскольку стойки MacPherson упакованы со значительной структурой в передней противоударной конструкции автомобиля, легче спроектировать автомобили, которые выдерживают более строгие небольшие аварии с перекрытием, со стойками через подвеску с двойным поперечным рычагом. Известные примеры включают Honda Accord и Civic, а также Mercedes E-Class, в которых были применены стойки для улучшения характеристик при столкновении. Общая простота конструкции также означает, что в подвеске меньше шарниров, которые со временем изнашиваются, что влияет на управляемость и управляемость. Перевернутые однотрубные стойки также могут обеспечить дополнительную жесткость передней подвески, как в Porsche 911 GT3 и Cayman GT4, а также в Subaru Impreza WRX STI. Наконец, стойки могут быть упакованы более эффективно, чем другие типы передней подвески, что обеспечивает значительное грузовое пространство в автомобилях с задним и средним расположением двигателя, таких как Porsche 911 и Boxster.

Геометрический анализ показывает, что не может допускать вертикальное движение колеса без какой-либо степени угол развала изменение, боковое движение или и то, и другое. Обычно считается, что он не дает такой хорошей управляемости, как двойной поперечный рычаг или же многосвязный подвеска, потому что это дает инженерам меньше свободы в выборе изменения развала и центра крена. Автомобили с регулируемой высотой дорожного просвета из кабины, как правило, не могут иметь стойки Макферсон из-за изменений развала, которые являются неизбежной частью конструкции. Езда страдает, потому что амортизатор имеет почти такое же вертикальное движение, что и колесо, поэтому есть относительно небольшой рычаг, чтобы сломать прилипание в уплотнениях. Стандартная стойка Макферсон с одним шарниром также имеет тенденцию к положительному трению, когда центр оси рулевого управления смещен от центра передних шин, что приводит к управляемому крутящему моменту.

Несмотря на эти недостатки, стойки Макферсона все еще используются на некоторых высокопроизводительных автомобилях, поскольку они имеют относительно небольшой ход подвески и поэтому не видят кинематических проблем.

Porsche 911 до 1989 модельного года (964) использовал аналогичную конструкцию стойки, не имеющую винтовых пружин, используя торсионная подвеска вместо этого после этого на всех Porsche 911 были установлены передние стойки MacPherson.

В былые времена, Дженерал Моторс и Форд представили измененную настройку стойки, "Hi-Per Strut" и "Revoknuckle" соответственно, которые разделяют стойку на два компонента, которые по отдельности обрабатывают гибкость при движении вверх и вниз и динамику рулевого управления. Преимущества этой конструкции - больший контакт с поверхностью и снижение крутящего момента рулевого управления. Недостатком является дополнительный вес и стоимость, но они дешевле, чем установка на двойных поперечных рычагах и многорычажная установка. Honda также представил еще одну вариацию установки стойки под названием "двухосный" применяется в настройке подвески Гражданский Type-R. Другой вариант стойки MacPherson - это передняя подвеска с двойным шарниром, которая разделяет нижний поперечный рычаг на две части, сохраняя при этом стандартную вертикальную конструкцию стойки MacPherson. Это позволяет лучше контролировать геометрию рулевого управления и радиус скребка, в то же время позволяя использовать тормозной узел большего размера.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Людвигсен, Карл (Январь – февраль 1974 г.). "Правда о кассированном кадете Chevy". Автомобили с особыми интересами. С. 16–19.
  2. ^ США 2624592, Эрл С. Макферсон, "Система подвески колес транспортного средства", опубликовано 6 января 1953 года и передано компании General Motors Co. 
  3. ^ A США 2660449 A, Эрл С. Макферсон, «Подвеска колес для автомобилей», опубликовано 24 ноября 1953 года и передано Ford Motor Co. 
  4. ^ «Подвеска колес для автомобилей». google.com.
  5. ^ США 1711881, Гвидо Форнака, "Средства подвески колес для автомобилей", опубликовано 7 мая 1929 г. 
  6. ^ Сетрайт, L.J.K., "Стойка Макферсона: ноги для поддержки автомобиля", в Норти, Том, изд. Мир автомобилей (Лондон: Орбис, 1974), том 11, с. 1235.
  7. ^ Cottin-Desgouttes
  8. ^ "Cottin-Desgouttes (Грюнд)". cottindesgouttes.free.fr.
  9. ^ «Дж. Уолтер Кристи - американский военный конструктор». britannica.com.
  10. ^ "Fjädrar, vilken framvagn!". aftonbladet.se.
  11. ^ «4Car 100 величайших инноваций». Архивировано из оригинал на 2006-11-04. Получено 2006-08-16.
  12. ^ Джайлз, Тим (2005). «14: Основы приостановки». Автомобильное шасси: тормоза, подвеска и рулевое управление. Cengage Learning. п. 329. ISBN  1401856306.
  13. ^ а б "Стойка Макферсона". Сожрал мотор. 30 июля 2014 г.
  14. ^ а б Setright, p.1235.
  15. ^ Setright, p.1236.

внешняя ссылка