Kolumna MacPhersona - co to jest i jak działa?

Zawieszenie samochodu to element łączący nadwozie z kołami. Jego zadaniem jest ochrona auta przed uszkodzeniami, a także tłumienie wstrząsów pojawiających się podczas podróży, co istotnie wpływa na bezpieczeństwo i komfort jazdy.

W nowoczesnych samochodach osobowych coraz popularniej stosowane jest zawieszenie określane jako kolumna MacPhersona. To prosta, lekka i efektywna konstrukcja, która doskonale sprawdza się pod wieloma względami, ale jest też obarczona kilkoma niedoskonałościami, przez które nie nadaje się do pewnych typów pojazdów albo do stylów jazdy. Dowiedzmy się zatem, jak działa kolumna MacPhersona oraz jakie ma wady i zalety.

Historia kolumny MacPhersona

Kolumna MacPhersona została zaprojektowana przez amerykańskiego inżyniera Earla S. MacPhersona. Opracował on ten rodzaj zawieszenia w latach 40. XX wieku, czerpiąc inspirację z konstrukcji stworzonej w latach 20. przez Włocha Guido Fornace. Pracując dla General Motors, MacPherson poszukiwał bowiem sposobu na uproszczenie konstrukcji zawieszenia niezależnego, które pozwoliłoby na zmniejszenie kosztów produkcji i zwiększenie przestrzeni w komorze silnika.

Po przeniesieniu się do Forda MacPherson kontynuował prace nad swoim rozwiązaniem, co zaowocowało powstaniem kolumny sygnowanej jego nazwiskiem. Pierwszym samochodem wyposażonym w ten typ zawieszenia był Ford Vedette, produkowany we Francji od 1948 roku. Następnie rozwiązanie to znalazło zastosowanie w Fordzie Consul i Fordzie Zephyr, a później zaczęło pojawiać się w europejskich i japońskich samochodach. Z czasem stało się standardem w większości przednionapędowych aut osobowych.

Jak działa kolumna MacPhersona?

Kolumna MacPhersona została stworzona jako zawieszenie osi przedniej i należy do zawieszeń niezależnych. Oznacza to, że każde z kół przednich jest zawieszone osobno, a przez to ruch jednego koła nie wpływa na drugie, co przekłada się na lepszą stabilność i komfort jazdy.

Zamiarem twórcy kolumny MacPhersona było stworzenie prostego, budżetowego i kompaktowego układu zawieszenia. Idea tej konstrukcji bazuje więc na podparciu nadwozia na kole w dwóch punktach. Za mocowanie dolne odpowiada dolny wahacz, z kolei górne mocowanie kolumny opiera się na łożysku amortyzatora. Można więc powiedzieć, że kolumna od góry przymocowana jest do kielicha łożyskowanego, co umożliwia swobodne obracanie amortyzatora ze zwrotnicą. Zespół amortyzatora, zwrotnicy oraz sprężyny występuje tutaj zatem w postaci jednego elementu.

Kolumna McPhersona, bo tak też krócej określane jest to rozwiązanie, jest elementem pełniącym jednocześnie kilka funkcji. Za tłumienie oraz resorowanie odpowiada kolumna złożona z amortyzatora i sprężyny, natomiast za kierowanie - zwrotnica połączona z kolumną amortyzatora. Istotną funkcją jest też skręcanie, przy czym w momencie wykonywania skrętu kierownicą cała kolumna MacPhersona obraca się na górnym łożysku (amortyzator obraca się względem swojej osi). Zastosowano tam specjalne łożyska i poduszki kolumny.

Kolumna MacPhersona to idealne rozwiązanie dla samochodów, które są stosunkowo proste i przeznaczone do spokojnej jazdy. Dzięki niemu, mimo dużego skoku zawieszenia zapewnione jest równoległe prowadzenie kół. Oprócz tego ujemny promień zataczania jest dobry z punktu widzenia stateczności oraz zwrotności, co zapewnia precyzję prowadzenia i stabilność podczas hamowania.

Z czego składa się kolumna MacPhersona?

Na budowę omawianej kolumny składa się kilka komponentów:

• sprężyna - dzięki ściskaniu i rozprężaniu absorbuje energię drgań, tłumiąc wstrząsy;

• amortyzator - jest elementem tłumiącym drgania. W kolumnach MacPhersona stosuje się długi amortyzator o stosunkowo dużej grubości;

• zwrotnica - sama zwrotnica zapewnia połączenie kolumny z kołem i pozwala na skręcanie;

• wahacz - jego rolą jest utrzymanie odpowiedniej geometrii zawieszenia. Dolny wahacz poprzeczny pojedynczy to najpopularniejsze rozwiązanie praktykowane w budowie kolumny McPhersona, ale nie wyklucza się też możliwości zastosowania wahacza trójkątnego, zwłaszcza że gwarantuje on lepszą sztywność zawieszenia. W przeciwieństwie do pojedynczego wahacza, skuteczniej uniemożliwia bowiem ruchy wzdłużne wahacza w trakcie przyspieszania i hamowania. W przypadku pojedynczego wahacza, w celu wzmocnienia, często stosuje się drążek stabilizatora;

• łożysko - pełni kluczową rolę w procesie skręcania.

Zalety kolumny MacPhersona

Zawieszenie McPhersona ma wiele atutów, które są na tyle istotne, że rozwiązanie to stało się popularne w motoryzacji. Do głównych zalet zaliczamy przede wszystkim to, że ten typ zawieszenia zajmuje niewiele miejsca. Jego prosta, zwarta budowa zapewnia więcej przestrzeni na zamontowanie silnika, co jest szczególnie ważne w przypadku aut z silnikiem umieszczonym poprzecznie oraz z przednim napędem. Ważną zaletą jest także korzystne resorowanie, które przekłada się na dobry komfort jazdy zwłaszcza w samochodach kompaktowych.

Ponadto, niższa masa zawieszenia, w porównaniu z konstrukcjami z dwoma wahaczami poprzecznymi, oznacza lepszy komfort jazdy i precyzyjne prowadzenie. Lekkość zawieszenia przekłada się także na obniżenie masy pojazdu, a to z kolei na lepsze osiągi i niższe zużycie paliwa. Z punktu widzenia producentów aut dużą zaletą tego rozwiązania jest natomiast niska cena produkcji, a także łatwość montażu.

Wady kolumny MacPhersona

Omawiane zawieszenie nie jest całkowicie wolne od wad. Głównym jego mankamentem jest dość duża podatność na uszkodzenia mechaniczne podczas wjechania na dużą nierówność. Z tego powodu nie jest ono odpowiednim wyborem, jeśli planujemy jazdę po wyboistej nawierzchni albo preferujemy agresywny styl jazdy, pełen szarpnięć i nagłych hamowań. Trzeba bowiem wiedzieć, że budowa tego rodzaju zawieszenia jest dość delikatna - ma ono dwa punkty mocowania, przez co może nie poradzić sobie ze wstrząsem, do jakiego dochodzi podczas wjechania ze znaczną prędkością w większą nierówność.

Oprócz tego, podczas skręcania kół zawieszenie kolumnowe obraca się, co powoduje delikatną zmianę kąta pochylenia kół względem podłoża, a przez to dochodzi do niekorzystnego tarcia w gnieździe tłoczyska amortyzatora. W konsekwencji zmniejsza się przyczepność auta podczas pokonywania zakrętu. Istotną wadą pojazdów wyposażonych w kolumnę MacPhersona jest także to, że kierowca i pasażerowie mogą w większym stopniu odczuwać drgania pochodzące od nawierzchni, choć producenci starają się przeciwdziałać temu efektowi poprzez montaż grubych poduszek gumowych w górnym gnieździe mocowania amortyzatora.

A zatem w jakich autach zawieszenie McPhersona się nie sprawdzi? Przede wszystkim w sportowych oraz tych o dużej mocy, która jest przenoszona na przednie koła. W takich pojazdach zwykle stosuje się różne modyfikacje prowadzące do wzrostu wytrzymałości kolumny, które zwykle polegają na rozdzieleniu zwrotnicy od amortyzatora. Przykładem takiego zmodyfikowanego zawieszenia jest chociażby RevoKnuckle w Ford Focus RS czy HiPerStrut w modelach Opla.

Przetestuj różne typy zawieszenia dzięki CarFree

Producenci samochodów docenili kolumnę McPhersona i współcześnie jest ona montowana w większości pojazdów przednionapędowych. Jeżeli chcesz przekonać się, jak wygląda jazda samochodem wyposażonym w ten rodzaj zawieszenia albo chcesz porównać różne typy, bo stoisz przed zamiarem zakupu własnego auta, możesz skorzystać z oferty wypożyczalni samochodów CarFree. W naszej flocie znajdziesz auta z różnorodnym zawieszeniem. Wybrany model możesz wypożyczyć na kilka godzin albo zorganizować nim dłuższą przejażdżkę, aby wypróbować go w różnych warunkach. Samochody dostępne w naszej ofercie są utrzymane w doskonałym stanie technicznym i użytkowane zazwyczaj nie dłużej niż rok, dlatego ich zawieszenie działa w pełni sprawnie. W razie zainteresowania zapraszamy do kontaktu, abyśmy mogli pomóc Ci w wybraniu odpowiedniego auta.

Najczęściej zadawane pytania

1. Zawieszenie McPhersona uległo uszkodzeniu. Czy muszę się tym przejmować?

Uszkodzenie zawieszenia powoduje, że bardziej odczuwasz nierówności na drodze. Oprócz tego narażasz na uszkodzenie pozostałe elementy zawieszenia, a także obniżasz poziom swojego bezpieczeństwa na drodze. Uszkodzone elementy zawieszenia i zużyte części powinny zatem jak najszybciej zostać wymienione.

2. Po czym rozpoznać, że zawieszenie McPhersona jest już zużyte?

Objawy wskazujące na konieczność wymiany zawieszenia to przede wszystkim zmniejszona siła tłumienia amortyzatorów i odgłos pukania podczas skręcania kół.

3. Czy wymiana elementów zawieszenia McPhersona jest kosztowna?

Ten rodzaj zawieszenia charakteryzuje się dość prostą budową i łatwością montażu, dlatego wymiana jego elementów na ogół nie jest dużym wydatkiem. Przykładowo, zakup łożyska to koszt rzędu kilkudziesięciu złotych.