Чем плох McPherson и почему не сдается без боя
Чем динамичней разгон, тем крепче за "баранку" держится шофер. Говорят, это от страха. И ведь не оспоришь, ибо так оно и есть: чем быстрей разгоняется автомобиль, тем менее безопасным он становится для того, кто его разгоняет.
А все почему? Потому что любая машина не может быть одинаково хорошо управляемой во всем доступном ей диапазоне скоростей и траекторий движения. И если говорить о скоростях, то чем они выше, тем существенней становятся силы, которые норовят сбить направляющие колеса с намеченного водителем курса с последующим уводом автомобиля с выбранной траектории и всеми вытекающими из этого обстоятельства небезопасными последствиями. Парадоксально, но из-за указанной причины более всего бояться и крепче держаться за руль следует водителям машин, оснащенных самой распространенной, а у нас еще и особо почитаемой любителями ремонта за минимальные деньги однорычажной подвеской, именуемой также McPherson (по фамилии создателя).
Эрлом Стилом МакФерсоном двигало желание упростить и этим удешевить переднюю подвеску. И он своего добился. В отличие от традиционных на то время подвесок с двумя треугольными поперечными рычагами, расположенными друг над другом, в подвеске McPherson имеется лишь один нижний рычаг. Причем в конструкции, разработанной непосредственно МакФерсоном, этот рычаг был даже не треугольный, а одинарный. Однако рычаг, крепящийся к кузову лишь в одной точке, не способен противостоять продольным силам, действующим на колесо, и удерживать его в необходимом направлении. Чтобы замкнуть треугольник, в качестве второго плеча МакФерсон использовал стабилизатор, но это было лишь полдела. Главное заключалось в том, чему разработчик доверил функцию второго рычага, ведь колесо тоже не может крепиться лишь в одной точке.
Просто, дешево, но не сердито
За однорычажную идею пусть не сразу, но ухватились все. Сокращение вдвое деталей подвески обеспечивало такое же удешевление их производства. Вся конструкция представляет собой единый монтажный узел, а стало быть, упростилась и опять-таки удешевилась конвейерная сборка. По причине меньшего числа изнашивающихся шарниров проще и дешевле стал ремонт. Но главное, что благодаря компактности подвеска McPherson как нельзя лучше подходила для переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя. Все эти достоинства и обеспечили то, что лет через десять-пятнадцать после изобретения McPherson стал "номером 1" среди подвесок.
Расстояние, остающееся между точкой пересечения оси поворота колеса и центром пятна контакта шины, называется плечом обкатки
Но у медали, как известно, две стороны. Став выполнять функции направляющего элемента, амортизатор получил и нагрузки, которые в двухрычажной подвеске испытывал верхний рычаг. Отсюда высокое трение штока о направляющую, износ и более быстрый выход амортизатора из строя. Кроме того, в подвеске McPherson удары и вибрации передавались на верхнюю опору амортизатора, значит, непосредственно кузову, поэтому по ездовому комфорту машины с однорычажными подвесками проигрывали автомобилям, в которых амортизатор выполнял только демпфирующую функцию. Впрочем, сегодня эти недостатки McPherson мало актуальны. Конструкторы и технологи в шапку не спали - долговечность амортизаторов улучшили, кузов изолировали с помощью подушек и подрамников. Однако против врожденных кинематических недостатков McPherson инженеры оказались бессильны.
Плечо обкатки
Пока автомобиль едет прямо по ровной дороге, ничего страшного, так как моменты от указанных сил по правому и левому колесу симметрично уравновешиваются. Проблемы начинаются, когда автомобиль движется в повороте или одно из колес перекатывается через неровность. В первом случае возникает разница между крутящими моментами, передаваемыми правому и левому колесам. Во втором - изменяется положение центра пятна контакта с дорогой одного из колес. В любом из случаев симметрия нарушается и появляется дисбаланс моментов от сил, прилагаемых к колесам, который по обратной связи оказывает негативное силовое воздействие на рулевое управление. При резком разгоне, движении в условиях изменяющегося сцепления колес с дорогой это явление также возможно. Водителем оно ощущается как самопроизвольная попытка автомобиля сойти с траектории и вызывает необходимость подруливания. Чем выше скорость, чем круче вираж, тем серьезней сказывается этот недостаток McPherson на устойчивости машины.
Ни шагу назад
Выяснилось, однако, что и у McPherson есть еще порох в пороховницах. Подтверждение тому - однорычажные конструкции, появившиеся под громкими названиями вроде HiPerStrut или RevoKnuckle в последние несколько лет у General Motors, Ford, Renault и некоторых других компаний. Если не обращать внимания на особенности, их общий смысл состоит в том, что единые прежде поворотный кулак и амортизаторную стойку разделили шарнирными соединениями. В результате поворотный кулак получил возможность вращаться вокруг стойки. Это не избавило однорычажную подвеску от ее врожденного недостатка, зато позволило уменьшить плечо обкатки более чем в два раза по сравнению с традиционным McPherson и, тем самым, существенно снизить паразитный момент, вызывающий самопроизвольное силовое подруливание, нарушающее точность управления автомобилем.
Разумеется, сразу же видны и минусы "гиперштрутов" и "ревокнаклей". Подвеска стала сложней и дороже. Ухудшилась ее ремонтопригодность, увеличилась стоимость ремонта. Стал больше вес, а это неподрессоренные массы, которые ухудшают плавность хода. Однако сомнительно, что по всем этим параметрам "нью-McPherson" уступают многорычажным подвескам наподобие тех, что используются в VW Passat B5 или Peugeot 407.
Вердикт "Автобизнеса"
McPherson по-прежнему небезупречен. Однако помимо недостатков у этой подвески есть неоспоримые достоинства, благодаря которым можно прогнозировать, что в обозримом будущем эта подвеска вряд ли позволит конкурирующим конструкциям уложить себя на лопатки.
Сергей БОЯРСКИХ.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram и читайте новости раньше всех!