MacPherson fjederben , også kendt som MacPherson fjederbensophæng eller ophæng på styrestag , "svingende stearinlys" er en type bilophæng , hvis hovedelement er en støddæmperben ( MacPherson strut ) [1] . Det er opkaldt efter designingeniøren fra bilfirmaet General Motors Earl Steel MacPherson , forfatteren til designet.
Det blev opnået ved at videreudvikle ophænget på dobbelte bærearme , men det har kun et bærearm i bunden, i stedet for det andet håndtag, bruges et hængsel placeret højt under vingen - fastgørelse på stænkskærmen af vingen af en roterende ( i tilfælde af en frontaffjedring med styrede hjul) rack , som samtidig spiller rollen som en støddæmper, som forbinder dette led med det nederste bærearm. Krængningsstangen i en sådan affjedring spiller ofte rollen som en del af den nederste arm - forlængelse, som er vist på illustrationen; ellers - på moderne biler som regel - anvendes trekantede eller L-formede håndtag og en separat stabilisator [1] .
For MacPherson-ophænget er en sådan parameter som hældningen af støddæmperbenet vigtig, som i sit tilfælde faktisk spiller rollen som kingpin . For at korrigere bilens køreegenskaber bruges både langsgående og tværgående hældninger.
I sjældne tilfælde kan ikke en fjeder, men en torsionsstang bruges som et elastisk element i en MacPherson fjederbensophæng - et eksempel på en sådan affjedring er den forreste på Porsche 911 , eller endda en tværgående fjeder, der erstatter bærearmen eller handler i takt med det [1] . Derudover er fjederen i en sådan affjedring slet ikke nødvendigvis placeret omkring støddæmperen - for eksempel på Mercedes-Benz W124 og mange Ford Fox platformsbiler var fjederen og MacPherson fjederbens forhjulsophæng monteret separat fra hinanden .
MacPherson fjederbensophæng kan bruges til både for- og baghjul. Men i engelsktalende lande kaldes en lignende baghjulsophæng almindeligvis "Chapman's suspension" ( Eng. Chapman strut ). I hjemlig praksis bruges udtrykket "stearinlys vedhæng" eller "svingende lys" nogle gange i samme betydning.
I sammenligning med affjedringen på dobbelte bærearme er MacPherson-stiveren ringere med hensyn til kinematik (hovedsageligt på grund af en væsentlig større ændring i camber under kompressions- og tilbageslagsslag), overfører vibrationer og støj til bilens karrosseri i langt højere grad, tager op en masse plads i højden, og også sværere at vedligeholde på grund af behovet for at afmontere hele reolen, for eksempel for at udskifte eller reparere en støddæmper.Men sådan en affjedring er billigere og mere teknologisk avanceret i produktionen, kompakt i bredde og har en lille masse, hvilket førte til dens bredeste anvendelse i den moderne bilindustris praksis.
Affjedringen er opkaldt efter en amerikansk Ford-ingeniør, Earl Steel MacPherson, som udviklede den i anden halvdel af 1940'erne, mens han stadig var ansat hos GM og arbejdede på et projekt designet til det amerikanske marked, men ikke gik i serieproduktion af en let og billig Chevrolet-bil Cadet [2] , og senere brugt for første gang på en produktionsbil af 1948 -modellen Ford Vedette , produceret af den franske afdeling af virksomheden [3] . Senere blev den brugt på Ford Zephyr (1950) og Ford Consul (1951), som også hævder at være de første storskalabiler med en sådan affjedring, da Poissy -fabrikken, der producerede Vedette, i starten havde store problemer med at mestre den nye model.
Faktisk blev ophæng med styreben (men uden underarm), der gik forud for MacPherson-stiveren, brugt meget tidligere, helt frem til slutningen af 1800-tallet, og i 1920'erne udviklede FIAT -ingeniør Guid Fornaka en type affjedring med en løftestang og styrestang , meget lig "MacPherson" - det menes, at MacPherson delvist udnyttede hans udvikling [4] .
En anden udviklingslinje, der fører til denne type affjedring, er en slags forhjulsophæng på to bærearme af uens længde, hvor fjederen i en enkelt blok med støddæmper blev flyttet ind i rummet over overarmen. Dette gjorde affjedringen mere kompakt, aflastede det nederste kugleled fra transmissionen af lodrette kræfter og gjorde det muligt for akselakslen med hængslet at blive passeret mellem håndtagene på en forhjulstrukket bil.
Ved at udskifte overarmen med et kugleled og en støddæmper og en fjeder placeret over den med en støddæmperstiver, der sætter banen for hjulets bevægelse med et drejeligt hængsel monteret på vingeskærmen, modtog MacPherson en kompakt, strukturelt enkel og billig affjedring med kinematik opkaldt efter ham, i en noget forenklet form, der gentager ophænget på dobbelte bærearme.
I den originale version af en sådan suspension, udviklet af MacPherson selv, var kugleleddet placeret på fortsættelsen af støddæmperens akse - således var støddæmperens akse også hjulets rotationsakse. Senere, for eksempel på Audi 80 og Volkswagen Passat af de første generationer, begyndte kugleleddet at blive flyttet udad til hjulet, hvilket gjorde det muligt at flytte hjulets rotationsakse udad fra stativets akse og opnår derved mindre positive, nul eller endda negative værdier af indkøringsskulderen . [en]
Denne suspension modtog massedistribution først i halvfjerdserne, da teknologiske problemer endelig blev løst, især masseproduktionen af støddæmpere med den nødvendige ressource. På grund af dens fremstillingsevne og lave omkostninger fandt denne type affjedring efterfølgende hurtigt en meget bred anvendelse i bilindustrien på trods af en række ulemper.
I firserne var der en tendens til udbredt brug af MacPherson stivere, herunder på store og relativt dyre biler ( Audi 100 , Mercedes-Benz W124 , Opel Senator , næsten hele BMW -modelprogrammet i anden halvdel af 70'erne - tidligt 90'erne og andre, samt mange amerikanske modeller). Efterfølgende førte behovet for yderligere vækst i tekniske og forbrugerkvaliteter imidlertid til, at mange relativt dyre biler vendte tilbage til dobbelt bærearmsophæng ( Audi A4 og A6 , Mercedes-Benz W210 , nyere BMW -modeller ), som er dyrere at fremstille, men har bedre kinematik og forbedret kørekomfort.
MacPherson designede sin affjedring til at blive installeret på alle hjul af en bil, både foran og bagpå - det er især sådan, det blev brugt i Chevrolet Cadet -projektet . Men på de første produktionsmodeller blev affjedringen af hans design kun brugt foran, og bagenden forblev traditionel af hensyn til forenkling og reduktion af omkostningerne, afhængig med en stiv drivaksel på langsgående fjedre .
Det var først i 1957, at Lotus -ingeniøren Colin Chapman anvendte en lignende affjedring på baghjulene på Lotus Elite , hvorfor den almindeligvis kaldes "Chapman-ophænget" i engelsktalende lande. Men for eksempel i Tyskland er en sådan forskel ikke gjort, og kombinationen "MacPherson strut rear suspension" anses for ganske acceptabel [1] .
Med den aktive udvikling af luftaffjedring begyndte pneumatiske elementer at tage pladsen for klassiske støddæmpere. På den ene side gjorde dette det muligt at justere frigangsniveauet og reducere rystelser, på den anden side er uafhængig luftaffjedring den sværeste og dyreste at fremstille og betjene.
På grund af dette bliver MacPherson stiveren næsten aldrig brugt på: