Macpherson (pozastavení)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 12. července 2022; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Vzpěra MacPherson , známá také jako zavěšení vzpěry MacPherson nebo zavěšení na vodicích vzpěrách , „houpající se svíčka“  je typ automobilového zavěšení , jehož hlavním prvkem je vzpěra tlumiče (vzpěra MacPherson ) [ 1] . Je pojmenován po konstruktérovi automobilové společnosti General Motors Earl Steel MacPhersonovi , autorovi návrhu.   

Byl získán dalším vývojem zavěšení na dvojitých lichoběžnících , ale dole má pouze jedno lichoběžníkové rameno, místo druhé páky je použit pant umístěný vysoko pod křídlem - upevnění na blatník křídla rotačky ( v případě předního zavěšení s řízenými koly) hřeben , který současně plní roli tlumiče, který spojuje tento kloub se spodním příčným ramenem. Stabilizátor v takovém zavěšení často hraje roli části spodního ramene - prodloužení, které je znázorněno na obrázku; jinak - na moderních autech se zpravidla používají páky trojúhelníkové nebo ve tvaru L a samostatný stabilizátor [1] .

Pro zavěšení MacPherson je důležitý takový parametr, jako je sklon vzpěry tlumiče, která v jeho případě vlastně hraje roli kingpinu . Pro korekci jízdního výkonu vozu se používají podélné i příčné sklony.

V ojedinělých případech lze jako elastický prvek v závěsu MacPherson použít nikoli pružinu, ale torzní tyč  - příkladem takového zavěšení je přední na Porsche 911 , nebo dokonce příčná pružina, která nahrazuje lichoběžník resp. působí v tandemu s ním [1] . Kromě toho pružina v takovém zavěšení není vůbec nutně umístěna kolem vzpěry tlumiče - například na Mercedes-Benz W124 a mnoha platformových vozech Ford Fox byly přední zavěšení pružiny a vzpěry MacPherson namontovány odděleně od sebe .

Odpružení MacPherson lze použít pro přední i zadní kola. V anglicky mluvících zemích se však podobnému zavěšení zadního kola běžně říká „Chapmanovo zavěšení“ ( Eng.  Chapman strut ). V domácí praxi se někdy ve stejném významu používá výraz „přívěsek na svíčku“ nebo „houpající se svíčka“.

Ve srovnání se zavěšením na dvojitých příčných ramenech je vzpěra MacPherson kinematicky horší (především díky výrazně větší změně odklonu při kompresních a odskokových zdvihech), přenáší vibrace a zvuky do karoserie v mnohem větší míře, bere hodně místa na výšku a také náročnější na údržbu kvůli nutnosti demontovat celý regál, např. pro výměnu nebo opravu tlumiče.Takové zavěšení je ale levnější a technologicky vyspělejší ve výrobě, kompaktní v šířka a má malou hmotnost, což vedlo k jeho nejširšímu uplatnění v praxi moderního automobilového průmyslu.

Historie

Odpružení je pojmenováno po americkém inženýrovi Fordu Earlu Steel MacPhersonovi, který jej vyvinul ve druhé polovině 40. let, ještě jako zaměstnanec GM a pracoval na projektu určeném pro americký trh, ale do sériové výroby se nedostal. lehký a levný vůz Chevrolet Cadet [2] , a později poprvé použitý na sériovém voze modelu Ford Vedette z roku 1948 , vyráběném francouzskou pobočkou firmy [3] . Později byl použit na Ford Zephyr (1950) a Ford Consul (1951), které také tvrdí, že jsou prvními velkosériovými vozy s takovým odpružením, protože závod v Poissy , který vyráběl Vedette , měl zpočátku velké potíže zvládnout nový Modelka.

Ve skutečnosti se zavěšení s vodicími vzpěrami (ale bez spodního ramene), které předcházelo vzpěře MacPherson, používalo mnohem dříve, až do samého konce 19. století, a ve dvacátých letech minulého století vyvinul inženýr FIAT Guid Fornaka typ odpružení s páka a vzpěra průvodce, velmi podobný “MacPherson” - to je věřil, že MacPherson částečně využil jeho vývoje [4] .

Další vývojovou linií vedoucí k tomuto typu odpružení je jakési přední odpružení na dvou nestejných příčných ramenech, u kterého se pružina v jediném bloku s tlumičem přesunula do prostoru nad nadloktím. Tím bylo odpružení kompaktnější, odlehčil se spodní kulový kloub od přenosu svislých sil a umožnil se průchod hřídele nápravy se závěsem mezi pákami u vozu s pohonem předních kol.

Nahrazením horního ramene kulovým kloubem a tlumičem a nad ním umístěnou pružinou se vzpěrou tlumiče, která udává trajektorii pohybu kola s otočným závěsem namontovaným na blatníku, dostal MacPherson kompaktní, konstrukčně jednoduchý a levný odpružení s po něm pojmenovanou kinematikou, v poněkud zjednodušené podobě opakující odpružení na dvojitých příčných ramenech.

V původní verzi takového zavěšení, vyvinutém samotným MacPhersonem, byl kulový kloub umístěn na pokračování osy tlumiče - tedy osa tlumiče byla zároveň osou otáčení kola. Později se například u Audi 80 a Volkswagen Passat prvních generací začal posouvat kulový čep směrem ven ke kolu, což umožnilo posunout osu otáčení kola směrem ven od osy hřebenu a tím získáte menší kladné, nulové nebo dokonce záporné hodnoty nájezdového ramene . [jeden]

Toto zavěšení dostalo masovou distribuci až v sedmdesátých letech, kdy byly konečně vyřešeny technologické problémy, zejména sériová výroba vzpěr tlumičů s potřebnými zdroji. Díky své vyrobitelnosti a nízké ceně našel tento typ zavěšení následně i přes řadu nevýhod velmi široké uplatnění v automobilovém průmyslu.

V osmdesátých letech došlo k trendu k širokému používání vzpěr MacPherson, a to i na velkých a relativně drahých autech ( Audi 100 , Mercedes-Benz W124 , Opel Senator , téměř celá modelová řada BMW z druhé poloviny 70. let - poč. 90. a další, stejně jako mnoho amerických modelů). Následně však potřeba dalšího růstu technických a spotřebitelských kvalit vedla u mnoha relativně drahých vozů k návratu k dvojitému lichoběžníkovému zavěšení ( Audi A4 a A6 , Mercedes-Benz W210 , novější modely BMW ), které je výrobně dražší, ale má lepší kinematiku a zvyšuje jízdní komfort.

MacPherson navrhl své odpružení pro instalaci na všechna kola automobilu, přední i zadní - konkrétně to bylo použito v projektu Chevrolet Cadet . U prvních sériově vyráběných modelů však bylo zavěšení jeho konstrukce použito pouze vpředu a vzadu z důvodu zjednodušení a zlevnění zůstalo tradiční, závislé s tuhou hnací nápravou na podélných pružinách .

Teprve v roce 1957 použil inženýr Lotus Colin Chapman podobné odpružení na zadní kola Lotus Elite , a proto se mu v anglicky mluvících zemích běžně říká „Chapmanovo odpružení“. Ale například v Německu se takový rozdíl nedělá a kombinace „zadní odpružení MacPherson“ je považována za docela přijatelnou [1] .

Pneumatizace MacPherson

S aktivním vývojem vzduchového odpružení začaly místo klasických tlumičů nastupovat pneumatické prvky. Na jednu stranu to umožnilo upravit výšku vůle a omezit otřesy, na druhou stranu nezávislé vzduchové odpružení je na výrobu a provoz nejnáročnější a nejnákladnější.

Výhody a nevýhody

Výhody

  1. Nízké výrobní náklady [1] , zjednodušení montáže vozidla ve výrobním závodě - celé odpružení tohoto typu (příčník, páky, vzpěry) se obvykle montuje na samostatný dopravník a instaluje na jeden zátah.
  2. Kompaktnost v podélném a příčném směru [1] .
  3. Velká vzdálenost ve výšce mezi podpěrnými uzly, která snižuje boční a podélné síly, které vznikají v bodech připevnění ke karoserii [1] .
  4. Možnost realizace velkých konstruktivních tahů [1] .
  5. Menší hmotnost neodpružených dílů.
  6. Horní podpěra stojanu je axiální ložisko s obrovským zdrojem. Páka a kulový kloub v tomto provedení jsou odlehčeny od svislých sil přenášených při průjezdu nerovností vozovky, v důsledku čehož mají značný zdroj a lze je extrémně odlehčit, a díky tomu je usnadněna diagnostika poruchy závěsu. přítomnost jasných příznaků jejich opotřebení - klepání a nestabilita v rychlosti, kterým řidič okamžitě věnuje pozornost.

Nevýhody

  1. Poněkud horší kinematické parametry oproti zavěšení na dvou příčných nebo vlečených ramenech: při velké dráze zavěšení se výrazně změní odklon (úhel kola vůči svislé rovině) a čím více, tím delší dráha zavěšení [1] . Při stlačení odpružení se původně kladný odklon rychle mění na záporný, což v případě předního odpružení znamená zhoršení stability a ovladatelnosti vozu v důsledku snížení přilnavosti jeho kol k povrchu vozovky.
  2. Přenos síly na relativně slabý blatník křídla, který vyžaduje jeho zesílení [1] ; při jízdě na špatných silnicích a při „poruše“ odpružení začíná destrukce upevňovacích bodů vzpěr na blatníku křídla tvorbou únavových trhlin na něm a nástupem korozního procesu, proto je zavěšení vzpěry MacPherson vhodné především pro použití na dobře udržovaných silnicích. Při provozu na špatných silnicích má ve srovnání s jinými typy odpružení krátkou životnost.
  3. Vzpěra tlumiče je vysoce zatížený prvek odpružení, přes který jsou všechny vertikální síly a rázy vnímané odpružením přenášeny do nosného systému vozidla a během provozu poměrně často selhává, zejména při jízdě po nerovných vozovkách. Zároveň jsou jeho náklady a složitost práce na jeho výměně poměrně velké. V případě poruchy odpružení nemusí vydržet spodní ventil vzpěry, čímž se vyřadí její tlumicí část, zatímco většina moderních vzpěr je nerozebíratelná a vyměňuje se výhradně jako montáž. Jízda s „rozbitou“ vzpěrou zase vede k poškození uchycení vzpěry k blatníku a v konečném důsledku končí deformací karoserie s porušením geometrie zavěšení, kterou lze odstranit pouze nákladnými opravami karoserie. .
  4. Obtížnost izolovat hluk ze silnice [1] .
  5. Menší kompenzace podélného náklonu („střemhlav“) při brzdění ve srovnání s dvojitým lichoběžníkovým zavěšením [1] . To se projevilo zejména na dřívějším nejrozšířenějším typu zavěšení MacPherson v raných konstrukcích s stabilizátorem umístěným před pákami, který zároveň plní roli části spodního ramene. Vzhledem k tomu, že z důvodu zachování potřebné světlé výšky pod předním převisem byly držáky stabilizátoru na karoserii umístěny poměrně vysoko, ukázalo se, že osy ramen zavěšení byly nasměrovány tak, že „klování“ při brzdění ještě zesílilo. , neboť osa páky procházela dále od těžiště než u pák, rovnoběžně se zemí. Od 90. let 20. století se vzpěry MacPherson běžně vyrábí ve tvaru písmene L, s velkou základnou, což umožnilo upustit od použití ramen stabilizátoru jako součásti ramene zavěšení a nastavit geometrii, která je optimálnější z hlediska působení proti „ponoření“. “ při brzdění.
  6. Tření mezi vřetenem a vedením zhoršující výkon odpružení [1] .

Z tohoto důvodu se vzpěra MacPherson téměř nikdy nepoužívá na:

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Reimpel, J. Car Chassis (zkráceně z němčiny) = Fahrwerktechnik. - Moskva: Mashinostroenie, 1983. - T. I. - S. 195-227. — 356 s.
  2. ↑ SIA Flashback – The Truth About Chevy's Cashiered Cadet Archived 14. července 2010 na Wayback Machine 
  3. ↑ 4Car 100 největších inovací . Získáno 16. srpna 2006. Archivováno z originálu dne 23. února 2012.
  4. ↑ Setright, LJK, „MacPherson Strut: Legs to Support the Car“, v Northey, Tom, ed. Svět automobilů (Londýn: Orbis, 1974), svazek 11, str. 1235.