Czym jest kolumna MacPhersona?
Źródło: pixabay.com

Czym jest kolumna MacPhersona?

Redaktor zDrogi.plRedaktor zDrogi.pl
22 Lutego 2021

Kolumna stworzona przez MacPhersona to najpopularniejsze rozwiązanie w samochodach przednionapędowych. Jest to rodzaj zawieszenia, które od lat 60. zrewolucjonizowało rynek. Wielu kierowców nie zna założeń konstrukcyjnych oraz historii tej legendarnej już części samochodu. A warto, choćby dlatego, że swojego wielkiego sukcesu nie doczekał sam konstruktor.

Jak powstała kolumna MacPhersona?

Czas przyjrzeć się z bliska historii kolumny MacPhersona. Pojawił się ona w latach trzydziestych, choć na początku nie była zauważona. Jej rozkwit to lata 60. i właściwie do dziś stanowi jedno z podstawowych wyposażeni przednionapędowych samochodów różnego typu. Oczywiście dziś jest znacznie zmieniona i udoskonalona, ale zamysł pozostał niezmienny.

Jak to się wszystko zaczęło? Jej twórcą, jak nietrudno się domyślić, był Earl S. MacPherson, który zaczął pracę nad nią już w latach trzydziestych, gdy pracował w General Motors. Chwilę później przeniósł się do Forda i dopiero tam udało mu się opracować kolumnę i wprowadzić ją na pokład pierwszych samochodów. Praca była długa i żmudna, bo pierwsze kolumny pojawiły się w fordach w 1949 roku.

Za życia konstruktora kolumny trafiły do trzech modeli amerykańskiego giganta. Zaczął jeszcze w latach czterdziestych Ford Vedette. W 1951 roku użyto jej w Fordzie Consul, a kilka lat później w modelu Zephyr. Niestety wówczas jeszcze nie stanowiła podstawowego rozwiązania w zawieszeniu aut przednionapędowych, co stało się wraz z początkiem lat 60. Tego już jednak Earl S. MacPherson nie doczekał.

Założenia konstrukcyjne

Ale dlaczego jego pomysł był tak genialny, że do dziś funkcjonuje w świecie motoryzacji? Jak to często bywa, plusem okazała się prostota. Z założenia miało to być rozwiązanie i proste, i tanie, a do tego niezajmujące wiele miejsca. Zawieszenie miało składać się tylko z kilku elementów, a najważniejszą ideą było podparcie ćwiartki samochodu na kole mocowanym na dwóch punktach do nadwozia.

Górne mocowanie znajdowało się na łożysku amortyzatora. Dolne z kolei powstawało przy użyciu wahacza. Ogólnie kolumna MacPhersona to zespół amortyzatora, sprężyny i zwrotnicy, a wszystko to zebrane w jeden element. Dzięki temu może on pełnić zarówno funkcję resorującą i tłumiącą, jak i prowadzącą i skręcającą. Dodatkowo cała kolumna obraca się na górnym łożysku, gdy kierowca kręci kierownicą.

Ponieważ przez lata powstało mnóstwo konstrukcji przypominających kolumnę Amerykanina oraz stosujące zupełnie inne mechanizmy, warto doprecyzować, co konstytuuję ten element w praktyce.

  • Stosowana w zawieszeniu przednim,
  • Sprężyna, amortyzator i zwrotnica to jeden element po zamocowaniu,
  • Prowadzenie należy do jednego wahacza poprzecznego,
  • Amortyzator obraca się względem własnej osi, gdy kierowca kręci kołem kierownicy.

Brak choćby jednego elementu oznacza, że nie mamy do czynienia z kolumną MacPhersona, tylko albo z jej podróbką, albo zupełnie innym pomysłem konstrukcyjnym.

Wady i zalety kolumny MacPhersona

Czy kolumna wypuszczona pod koniec lat 40. nie ma żadnych wad? Oczywiście, że jest zupełnie inaczej, tym bardziej że była konstruowana przeszło 80 lat temu. Ale ma też zalety, o czym warto mówić i przypominać.

Wady w kolumnie MacPhersona

Nietrudno domyślić się, że kolumna była projektowana na auta z lat trzydziestych, czterdziestych i pięćdziesiątych. To oznacza, że o rozpędzaniu seryjnych maszyn do prędkości 200 km/h nikt nie słyszał. Z tego też wynika największa wada tego elementu – kiepsko sprawdza się w autach o dużej mocy. Przy jej zastosowaniu nie można użyć szerokiego ogumienia, felgi muszą mieć duże nasadzenie, co z kolei przekłada się na wzrost masy i spadek osiągów.

Druga wada kolumny MacPhersona dotyczy skręcania. Cała kolumna zmienia kąty pochylenia kół względem podłoża, a co za tym idzie, pojawia się niekorzystne tarcie w gnieździe tłoczyska amortyzatora. Efekt? Zmniejszona przyczepność na zakrętach i zaburzenia w przekazywaniu momentu obrotowego na koła przy przyspieszaniu. Czuć także duże siły na kierownicy, które przenoszone są z nawierzchni.

Jak pokazały kolejne dekady, MacPherson jest dość delikatny. Dużo łatwiej uszkodzić ten rodzaj zawieszenia przez wjazd w dużą nierówność, której na polskich drogach nie brakuje. Często więc producenci bardziej usportowionych maszyn rezygnują z typowych kolumn, w zamian wybierając albo zamienniki, bo jednak sama idea jest bardzo dobra, albo całkiem inne rozwiązanie.

Zalety kolumny MacPhersona

A jakie plusy ma to zawieszenie i dlaczego stało się tak powszechnie stosowane? Pamiętając założenia konstrukcyjne i ideę, która na początku przyświecała Earlowi MacPhersonowi, nietrudno odpowiedzieć na to pytanie. Chodzi oczywiście o to, że jest to rozwiązanie tanie, które może być stosowane w autach miejskich, niskobudżetowych, niewymagających zbyt wiele.

Prosta, zwarta, niewielka budowa jest tu wielkim plusem, a jeszcze lepiej sprawdza się w samochodach z silnikiem umieszczonym poprzecznie z przodu, który napędza przednie koła. W takim zestawieniu kolumna MacPhersona jest nie do przebicia. Alternatywna wielowahaczowa konstrukcja jest o wiele droższa w produkcji i cięższa, a także wymaga większych nakładów podczas obsługi.

Kolumna stworzona przez MacPhersona jest prosta, więc daje możliwość zastosowania w niewielkich konstrukcjach. Auta miejskie chętnie sięgają po to rozwiązanie, ale nie tylko. Do tego trzeba wyróżnić całkiem niezłą kinematykę w autach szybkich. Zapewnia równoległe prowadzenie kół, wpływa na korzystne resorowanie, ujemny promień zataczania powoduje lepszą stateczność i zwrotność. Kolumna zapewnia doskonałą stabilność podczas hamowania.

Kolumna MacPhersona – jaki wahacz, czy może być z przodu i inne kwestie

Dziś kolumnę MacPhersona montuje się także z potrójnym wahaczem, czego szkice konstrukcyjne oryginału zupełnie nie wykluczały. Jednak dla technicznych purystów jest to po prostu pogwałcenie tego, co stworzył MacPherson. Idea zakładała prostotę i maksymalnie dobre osiągi i tak właśnie jest z potrójnym wahaczem, który dzięki temu nie przesuwa się podczas hamowania i przyspieszania i zapewnia większą stabilizację.

Przez lata miłośnicy motoryzacji zastanawiali się, czy jest to rozwiązanie dedykowane tylko do przodu. Czy w tylnych kołach nie można zamontować tego samego? Okazuje się, że nie, co jasno wynika z patentowych rysunków konstruktora. To zawieszenie osi przedniej, co doskonale widać po zamysłach konstruktorskich. Podobnie nie można przeznaczyć kolumny na koła niekierowane. Zgodnie z zamysłem właśnie na takie i tylko na takie można zamontować MacPhersona.

Czym jest tzw. pseudo-MacPherson?

Na koniec kilka słów poświęcimy rozwiązaniom podobnym, jednak takim, których kolumną MacPhersona nazwać nie można. Dlaczego? Bo patent został przyznany dla Forda i chcąc korzystać z konstrukcji identycznej, trzeba by płacić amerykańskiemu gigantowi. Jednak patent dotyczy tylko rozwiązań w autach tylnonapędowych i z pojedynczym wahaczem, dlatego pseudo-MacPherson, który właściwie nim jest, tyle że po delikatnych zmianach, może być stosowany przez innych bez żadnych przeszkód. Nazewnictwo powinno jednak odnosić się tylko do aut marki Ford.

Następny artykuł