McPherson – konstruktor nowego przedniego zawieszenia. Zalety kolumny McPhersona

Zawieszenie samochodu na przestrzeni lat stawało się coraz bardziej skomplikowanym układem. Wszystko po to, by zapewnić kierowcy i pasażerom bezpieczeństwo i komfort jazdy. Bardzo popularnym i od dziesiątków lat stosowanym rozwiązaniem jest kolumna McPhersona. Stała się na tyle kultowa, że stale montuje się ją w wielu pojazdach przednionapędowych. 

Jaka jest geneza przedniego zawieszenia MacPherson? 

Earle S. McPherson – konstruktor nowego zawieszenia

Cała historia rozpoczyna się w Illinois w 1891 roku. To tam urodził się konstruktor opisywanego zawieszenia. Pracując w General Motors, zastosował patent, który był swoistym pierwowzorem kolumny MacPherson. W pełni rozwiniętą konstrukcję wykorzystał po przeprowadzce do Forda w pojeździe Ford Vedette. Tam pracował już do końca swojej kariery jako główny inżynier.

Zawieszenie w pojeździe – do czego jest potrzebne? Jak działa na koła?

Głównym zadaniem układu zawieszenia jest utrzymywanie koła w taki sposób, by zoptymalizować jego przyleganie do jezdni. Dodatkowo umieszczone w nim elementy odpowiadają za zespolenie koła z konstrukcją nadwozia i tłumienie wszelkich drgań oraz wstrząsów powstałych na skutek jazdy. Jeżeli zrozumiesz zasadę działania zawieszenia, dostrzeżesz, dlaczego kolumna typu McPherson jest tak cenionym i nadal stosowanym rozwiązaniem w przednim układzie zawieszenia.

Kolumna typu MacPherson – budowa

W pewnym momencie Earle S. MacPherson zauważył, że można stworzyć tanie, niezawodne i zajmujące niewiele miejsca rozwiązanie montażowe koła, które jednocześnie będzie zapewniało:

• mocowanie;
• prowadzenie;
• kierunkowanie;
• tłumienie podczas jazdy samochodem. 

Cała konstrukcja samochodowa umożliwia instalację koła w dwóch miejscach – za pomocą łożyska amortyzatora.

Kolumna MacPhersona – schemat konstrukcji 

Każda kolumna MacPhersona posiada następujący schemat. Głównym elementem jest tutaj amortyzator, który razem ze sprężyną i zwrotnicą stanowią jeden zespół. Prowadzeniem zajmuje się dolny wahacz, który najczęściej występuje w formie pojedynczej lub trójkątnej. Resorowanie leży w obrębie działania zespołu amortyzatora ze sprężyną, która osadzona jest na specjalnym kielichu. Górne łożyskowanie umożliwia wykonywanie ruchu obrotowego kolumny. Sama kolumna MacPhersona połączona jest ze zwrotnicą, umożliwiającą nadawanie kierunku.

Czym wyróżnia się zawieszenie MacPherson? Do czego służy wahacz pojedynczy?

Aby dane zawieszenie można było określić mianem kolumny MacPhersona, musi ono spełniać poniższe kryteria:

• obejmować zawieszenie przednie;
• amortyzator jest w formie obrotowej i porusza się zgodnie z ruchami kierownicy;
• po połączeniu amortyzator, sprężynę i zwrotnicę można uznać za jeden element konstrukcyjny;
• dolny wahacz poprzeczny umożliwia prowadzenie koła, łącząc się ze zwrotnicą.

Z powyższego opisu możesz wywnioskować, że wiele rozwiązań obecnie instalowanych w pojazdach, nie jest zawieszeniem MacPhersona. Przede wszystkim nie można tego określenia zastosować do tylnego zawieszenia. Również rozwiązania, w których wprowadzono nieskrętne wersje amortyzatorów, nie mogą być uznane za rozwiązanie wpisujące się w pojęcie MacPherson. Jednocześnie też zastosowanie więcej niż jednego wahacza na koło wyklucza powyższe nazewnictwo.

Zalety kolumny MacPhersona

Dlaczego tak często wykorzystuje się obecnie opisywane rozwiązanie? Przede wszystkim dlatego, że jest tanie i sprawdzone. Producenci skutecznie mogą dostosować cenę konstrukcji do oczekiwań klientów. Jednocześnie, zawieszenie MacPherson zapewnia zadowalające właściwości związane z prowadzeniem, tłumieniem i resorowaniem. Dlatego można je znaleźć w pojazdach konstruowanych 30 lat temu i obecnie.

Poza tym zawieszenie MacPherson jest trwałe. Konstruktorzy, chcąc zaimplementować silnik rzędowy poprzecznie do karoserii, mogli to zrobić bez konieczności rezygnowania z tego elementu zawieszenia i przenoszenia napędu na tylną oś. To także wpłynęło na popularyzację rozwiązania, szczególnie że większość obecnie produkowanych aut ma napęd na przód.

Gdzie najlepiej sprawdzi się kolumna MacPhersona? 

Kolumna MacPhersona, ze względu na swoją prostotę, wytrzymałość i utrzymywanie dobrych właściwości jezdnych, nadaje się szczególnie do mniejszych pojazdów. Ma na to wpływ masa pojazdu, która gwarantuje stabilność podczas pokonywania zakrętów i hamowania. MacPherson świetnie radzi sobie z przeciążeniami i zapewnia dobre resorowanie.

Kolumna MacPherson – wady rozwiązania

Oczywiście, jak każde rozwiązanie, tak samo prezentowana konstrukcja ma pewne minusy. Przede wszystkim chodzi o dosyć delikatną budowę. Po najechaniu z dużą prędkością na uskok lub ubytek w jezdni, kolumna MacPhersona może ulec uszkodzeniu. Ma to wpływ także na zastosowanie w różnych typach pojazdów. Kolumna MacPhersona jest instalowana głównie w samochodach małych i niewyposażonych w mocne silniki. Dlatego konstruktorzy samochodów sportowych i pojazdów wyższych segmentów musieli albo przekonstruować obecne rozwiązanie, albo zaprojektować nowe.

Do pojazdu z zawieszeniem MacPhersona nie można też założyć zbyt szerokich felg. Konieczne jest do nich duże odsadzenie lub dystansowy pierścień centrujący. Podczas pokonywania zakrętu i w wyniku sporego wychylenia kół dochodzi do zmiany ich kąta nachylenia, co może znacząco wpływać na przyczepność. Dodatkowo, nie jest to zbyt komfortowe rozwiązanie, ponieważ przenosi drgania z jezdni na kierownicę. W celu ich zredukowania stosuje się gumowe poduszki w gniazdach amortyzatorów.

Zawieszenie MacPhersona – wymiana

Każdy z elementów, który składa się na całą konstrukcję, podlega zużyciu. Dlatego z czasem konieczna jest wymiana elementów, które uległy awarii lub usterce. Jak już się dowiedziałeś, kolumna MacPhersona nie jest najtrwalszym rozwiązaniem, więc gwałtowne przyspieszanie z piskiem opon, szybka jazda po wyboistej nawierzchni i sportowe wykorzystanie auta mogą szybciej zniszczyć poszczególne elementy.

Jeżeli naprawa warsztatowa obejmuje wymianę kolumny MacPhersona lub poszczególnych jej części, sprawdź później geometrię pojazdu. Jest to bardzo istotne dla zachowania odpowiedniego pochylenia kół i ich przylegania do jezdni. Ma znaczenie podczas jazdy na wprost, skręcania i hamowania. Dlatego nawet jeśli wszystko wydaje się w porządku na pierwszy rzut oka, dobrze, żebyś odwiedził warsztat dokonujący takiego pomiaru i korekty. Poszczególne elementy możesz też wymienić samodzielnie, jeżeli tylko masz miejsce, narzędzia i odrobinę wiedzy.

Nie często zdarza się, żeby rozwiązanie wynalezione dziesiątki lat temu nadal służyło ludzkości. Zawieszenie MacPhersona przeszło oczywiście nieco modyfikacji na przestrzeni lat, jednak nadal bazuje ściśle na rozwiązaniach wymyślonych przez konstruktora. Oczywiście nie jest to część doskonała i nie nadaje się do wszystkich motoryzacyjnych zastosowań. Jeśli chcesz, żeby ta konstrukcja zamontowana w twoim samochodzie była sprawna jak najdłużej, prowadź pojazd spokojnie i zakładaj opony polecane przez producenta pojazdu.