Na taki opis w przypadku przedniego zawieszenia napotykamy często podczas studiowania testów, opisów, tabel z danymi technicznymi samochodów, a w klasie pojazdów miejskich i kompaktowych praktycznie zawsze. Dlaczego konstrukcja ta jest tak popularna? Jak to działa? Jakie są jej zalety?
Nazwa całego zespołu pochodzi od nazwiska amerykańskiego konstruktora Earle McPhersona, głównego inżyniera w takich koncernach jak GM, Chevrolet. System zawieszenia koła nazywany jego nazwiskiem opatentował w 1949 roku. Główną ideą, jaka przyświecała mu podczas prac badawczych było maksymalne uproszczenie jego budowy.
Za prowadzenie, tłumienie jak i resorowanie drgań odpowiada jeden zespół.
Całość kolumny stanowi amortyzator teleskopowy, który posiada w obudowie specjalne mocowanie sprężyny śrubowej. Takie zamocowanie skutkuje współosiowym ustawieniem elementu tłumiącego i sprężystego. Prostota rozwiązania objawia również w sposobie połączenia koła z samochodem. Zwrotnica od dołu połączona jest z wahaczem (najczęściej stosowany jest wahacz trójkątny). Górne mocowanie stanowi opisywana właśnie kolumna (mocowanie jest realizowane za pomocą śrub, rzadziej spoin), która jest osadzona wysoko w nadkolu. Eliminuje to konieczność stosowania konstrukcji wielowahaczowej, a więc jest to rozwiązanie tańsze także w eksploatacji.
Istotną zaletą zawieszenia kół za pomocą kolumn McPhersona jest niewielka ilość miejsca zajmowanego przez konstrukcję (szczególnie dużo miejsca udaje się zaoszczędzić w obszarze górnego mocowania zawieszenia). Umożliwia to zastosowanie tak popularnego w samochodach klasy „ekonomicznej” zblokowanego napędu przednich kół – silnik usytuowany poprzecznie względem osi pojazdu. Zyskanie miejsca pozwala też na montaż poprzecznie dłuższych silników (np. 5 cylindrowe silniki rzędowe stosowane przez Volvo). Masa zawieszenia wykorzystującego opisywane kolumny jest niższa od konwencjonalnego wielowahaczowego o ok. 30%. Przekłada się to na bardzo istotne ze względów kinematycznych i konstrukcyjnych zmniejszenie tzw. masy nieresorowanej, zmniejszenie bezwładności koła.
Kolumna McPhersona mimo prostej konstrukcji pozwala na równoległe prowadzenie kół mimo stosunkowo
dużego skoku zawieszenia (postulat ten jest trudno zrealizować np. w przypadku równie nieskomplikowanego układu stosowanego w zawieszeniu tylnym – belki skrętnej). Niezaprzeczalną zaletą, przekładającą się bezpośrednio na ogromną liczbę modeli klas popularnych wykorzystujących tę konstrukcję, jest niski koszt zarówno produkcji jak i w przypadku części zamiennych. Pracownicy serwisów samochodowych chwalić będą sobie również nieskomplikowany sposób montażu. Istotną rzeczą jest to, że sprężyna podczas wymontowywania kolumny z pojazdu przez cały czas jest napięta. Do wyjęcia McPhersona wystarczy odkręcić tylko kilka śrub. Są one ponadto przeważnie łatwo dostępne. Stan wymontowanej kolumny można spokojnie ocenić przy stole warsztatowym i w dużo bardziej komfortowych warunkach dokonać naprawy.
Niepożądanym zjawiskiem mogącym wystąpić w samochodach wykorzystujących w konstrukcji zawieszenia kolumny McPhersona jest przenoszenie na nadwozie drgań wywoływanych np. niewyważeniem kół, czy luzami w układzie kierowniczym (w skrajnych przypadkach). Wadą takiego rozwiązania, szczególnie dla miłośników tuningu, jest ograniczona możliwość stosowania szerszych kół.
Tomasz Jasnos
Foto: Audi, Toyota