La suspensión independiente McPherson es un componente importante de la seguridad del vehículo. Desde hace tiempo, el control de la conducción y la comodidad del vehículo están estrechamente relacionados con el sistema de suspensión del chasis, y la simplicidad y complejidad de esta estructura también influyen directamente en el coste de fabricación. La suspensión independiente McPherson es uno de los muchos sistemas de suspensión que se ha consolidado en una amplia gama de aplicaciones gracias a su estructura simple, bajo coste y comodidad aceptable.
Historial de desarrollo:
En el cuerpo humano, los huesos suelen estar conectados por tejido blando, que actúa como amortiguador para protegerlos y evitar que las vibraciones excesivas lleguen al cerebro y dañen las neuronas. En la estructura de un automóvil, la función del sistema de suspensión es la misma que la del tejido blando en la estructura del cuerpo humano. El sistema de suspensión es el sistema de soporte completo, compuesto por los componentes elásticos, el amortiguador y los dispositivos de transmisión de fuerza entre la carrocería y el neumático. Estos tres componentes son responsables de la amortiguación, la amortiguación y la transmisión de fuerza, respectivamente. La función específica del sistema de suspensión es soportar la carrocería, filtrar las vibraciones innecesarias de la carretera y proporcionar una conducción suave y cómoda para conductores y pasajeros.
Hasta ahora, el sistema de suspensión se ha dividido en tres tipos: independiente, semiindependiente y no independiente. En los automóviles modernos, la mayoría utiliza suspensión independiente. Según sus diferentes formas estructurales, la suspensión independiente se puede dividir en brazo transversal, brazo longitudinal, multibrazo, tipo bujía y tipo McPherson. Entre muchos tipos de suspensión independiente, el tipo McPherson, de estructura simple, bajo costo y comodidad, es el más utilizado. La suspensión independiente McPherson se ha utilizado desde su invención, pero su estructura ha evolucionado hasta convertirse en un sistema complejo que ahora incluye barras estabilizadoras transversales e incluso subchasis. Su amplia aplicación se debe a su estructura compacta, su bajo consumo de espacio y su bajo costo de fabricación. Desde los pequeños vehículos familiares de Otto hasta los BMW M3, Porsche 911 y otros modelos, todos ellos con voladizo delantero, han adoptado una estructura simple y una buena extensibilidad para adaptarse a diferentes posicionamientos de mercado y demandas de productos, ajustando el coeficiente de amortiguación del resorte y la estructura de cada uno.
La suspensión independiente McPherson también se encuentra junto a la suspensión deslizante del pivote central, pero no es exactamente igual que la suspensión de tipo vela, ya que su pivote central puede oscilar. La suspensión independiente McPherson combina un brazo oscilante y una suspensión de tipo vela. En comparación con la suspensión de doble brazo transversal, las ventajas de la suspensión independiente McPherson son: estructura compacta, pequeños cambios en los parámetros de posicionamiento de la rueda delantera al girar, buena estabilidad de manejo, junto con la cancelación del brazo transversal superior, que aporta comodidad al diseño del motor y el sistema de dirección. En comparación con la suspensión de tipo vela, la fuerza lateral de su columna deslizante se ha mejorado considerablemente. La suspensión independiente McPherson se aplica a la suspensión delantera de automóviles pequeños y medianos. La suspensión delantera de Porsche 911, Audi doméstico, Santana, Xiali, Fukang y otros automóviles es de suspensión independiente McPherson. Si bien la suspensión independiente McPherson no es la más técnica, sigue siendo una suspensión independiente duradera con una gran adaptabilidad a la carretera.
Existe otro registro sobre la suspensión independiente McPherson en la historia de la industria automotriz. McPherson nació en Illinois en 1891. Tras graduarse de la universidad, trabajó en Europa durante muchos años y se incorporó al centro de ingeniería de General Motors en 1924. En la década de 1930, la división GM Chevrolet quería diseñar un coche realmente compacto, y el diseñador jefe era McPherson. Estaba muy interesado en el diseño de coches pequeños. Su objetivo era controlar la calidad de este coche de cuatro plazas con un peso de 0.9 toneladas y una distancia entre ejes de 2.74 metros. La clave del diseño es la suspensión. McPherson cambió el sistema de suspensión delantera predominante en aquel momento, compuesto por ballestas y resortes de barra de torsión, y combinó creativamente el amortiguador y el resorte helicoidal en el eje delantero. La práctica ha demostrado que este tipo de suspensión ofrece las ventajas de una estructura sencilla, un espacio reducido y una buena maniobrabilidad. Posteriormente, McPherson cambió de trabajo a Ford. En 1950, los dos automóviles producidos por la filial de Ford en el Reino Unido fueron los primeros vehículos comerciales del mundo en utilizar la suspensión independiente McPherson.
Debido a su estructura simple y rendimiento superior, es elogiado como un diseño clásico por los expertos.
La suspensión independiente McPherson es una de las suspensiones delanteras más utilizadas en automóviles a nivel mundial. Está compuesta por un resorte helicoidal, un amortiguador y un brazo oscilante inferior triangular. La mayoría de los modelos también incorporan una barra estabilizadora lateral. Su estructura principal es simple: el resorte helicoidal está encapsulado en el amortiguador. El amortiguador evita que el resorte helicoidal se desplace hacia adelante, atrás, izquierda y derecha cuando se somete a tensión, limita sus vibraciones y utiliza la longitud de carrera y la tensión del amortiguador para ajustar la suavidad, la dureza y el rendimiento de la suspensión. La suspensión independiente McPherson tiene una estructura simple, lo que la hace ligera y de respuesta rápida. Además, gracias a la estructura geométrica de un balancín inferior y un puntal, ajusta automáticamente el ángulo de inclinación de la rueda para adaptarse a la superficie de la carretera en las curvas y maximizar el área de contacto con el suelo. Aunque la suspensión independiente McPherson no es una estructura de suspensión con un alto contenido técnico, el rendimiento de la suspensión independiente McPherson en la comodidad de conducción sigue siendo satisfactorio, pero debido a su estructura de cilindro recto, carece de fuerza de bloqueo al impacto en las direcciones izquierda y derecha, el efecto antifrenado es pobre, la rigidez de la suspensión es débil, la estabilidad es pobre y el giro es obvio.
Principio de construcción:
La figura muestra la suspensión delantera independiente McPherson del Jet-ta. El amortiguador cilíndrico 7 es una columna deslizante, cuyo extremo interior está conectado a la carrocería mediante la bisagra 12 y su extremo exterior a la mangueta de dirección 10 mediante la articulación esférica 8. El extremo superior del amortiguador está conectado a la carrocería mediante el bloque de aislamiento de vibraciones 15 con cojinete (que puede considerarse el punto de articulación superior del amortiguador), y su extremo inferior está conectado a la mangueta de dirección. La mayor parte de la fuerza lateral sobre la rueda es absorbida por el brazo de guiñada a través de la mangueta de dirección, y el resto por el pistón y el vástago del amortiguador. Por lo tanto, en comparación con la suspensión de bujías, esta estructura reduce la fricción por deslizamiento y el desgaste en cierta medida.
La línea de conexión entre el centro de la bisagra superior del amortiguador cilíndrico y el centro de la bisagra esférica en el extremo exterior del brazo de guiñada es el eje del pasador principal. Esta estructura también es una estructura sin pivote central. Cuando la rueda oscila, el ángulo del eje del pivote central cambia porque el punto de apoyo inferior del amortiguador oscila con el brazo de guiñada. Esto indica que la rueda se mueve a lo largo del eje oscilante del pivote central. Por lo tanto, cuando la suspensión se deforma, el ángulo de posicionamiento y el ancho de vía del pasador principal cambian. Sin embargo, si la disposición del varillaje está correctamente ajustada, estos parámetros de posicionamiento de la rueda pueden variar muy poco.
Ventajas y desventajas:
Las principales ventajas:
La suspensión independiente McPherson tiene buena capacidad de respuesta y manejo, y una estructura simple, tamaño reducido, bajo costo, peso ligero, adecuada para la colocación de motores grandes y carrocerías de automóviles pequeños.
Otras ventajas
Otras ventajas de la suspensión independiente McPherson son:
A. Debido a la gran distancia efectiva C, la fuerza que actúa sobre los puntos de conexión E y D de la carrocería es pequeña.
B. Sólo hay una pequeña distancia D entre G y N;
C. La carrera del resorte es grande
D. Se omiten tres soportes.
E. Fácil construcción de la forma del piso frontal.
Desventajas:
Al conducir en carreteras irregulares, el volante gira con facilidad, por lo que el conductor debe mantener la dirección firme. Ante un impacto violento, la columna de dirección se dobla con facilidad, lo que afecta el rendimiento de la dirección. La estabilidad, la resistencia al rodamiento y la capacidad de frenado son deficientes. Añadir una barra estabilizadora puede aliviar el problema, pero no lo soluciona por completo. Su durabilidad es baja, los amortiguadores son propensos a fugas de aceite y deben reemplazarse regularmente.
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