Kolumna MacPhersona – co to jest? Budowa zawieszenia McPherson

Trudno wyobrazić sobie współczesną motoryzację bez wynalazku inżyniera Earla MacPhersona. Jego kolumna jest dziś niemal synonimem przedniego zwieszenia i można ją spotkać w większości aut osobowych. Jak działa kolumna MacPhersona i w jaki sposób jest zbudowana? Co sprawia, że zyskała tak dużą popularność? Wyjaśniamy, jakie są wady i zalety zawieszenia MacPhersona.

Spis treści:

• Co to jest kolumna MacPhersona?
• Jak jest zbudowany MacPherson?
• Wady i zalety kolumny MacPhersona
• Jak wymienić zawieszenie typu Mcpherson?

Co to jest kolumna MacPhersona?

Kolumna MacPhresona (czasem można spotkać się z zapisem McPherson) to rodzaj przedniego zawieszenia, w którym zastosowano kompaktową budowę elementów. Ideą tego rozwiązania jest połączenie elementów konstrukcyjnych odpowiadających za resorowanie, tłumienie drgań i prowadzenie koła w jednej kolumnie, co pozwala uprościć przednie zawieszenie i zapewnić mu kompaktową formę. W przeciwieństwie do konstrukcji wielowahaczowych kolumna tego typu nie zajmuje wiele miejsca, dzięki czemu można uzyskać większą przestrzeń w komorze silnika. Pozwala to zamontować silnik poprzecznie do kierunku jazdy, dlatego zawieszenie kolumnowe doskonale sprawdza się w samochodach z przednim napędem.

Kolumna MacPhersona po raz pierwszy została zastosowana w 1949 roku, a pierwszym samochodem wyposażonym w ten typ zawieszenia był Ford Vedette. Współczesne konstrukcje jednak niewiele odbiegają od pierwowzoru, a schemat układu jest niemal taki sam. Nazwa pochodzi od nazwiska konstruktora, pracownika General Motors, który wymyślił i opatentował to rozwiązanie. Największą popularność kolumna MacPhersona zdobyła już po śmierci wynalazcy, który zmarł w 1960 roku.

Jak jest zbudowany MacPherson?

Geniusz kolumny Mcphersona tkwi w ograniczeniu elementów zawieszenia do niezbędnego minimum. Pozbyto się więc górnego wahacza, a kluczowe elementy stanowią właściwie jedną całość. Górne mocowanie kolumny opiera się na łożyskowanym kielichu, dzięki czemu amortyzator może swobodnie obracać się wraz ze zwrotnicą. Stosunkowo długi amortyzator pełni jednocześnie funkcję prowadzącą. Zajmuje niewiele miejsca, bowiem znajduje się wewnątrz sprężyny resorującej zawieszenie, a jego dolna część jest przymocowana bezpośrednio do zwrotnicy. Sama zwrotnica, będąca częścią całej kolumny, łączy kolumnę z nadwoziem poprzez wahacz poprzeczny poprzeczny, najczęściej trójkątny. W autach z pojedynczym wahaczem, mającym tylko dwa punkty mocowania, stosuje się dodatkowo drążek stabilizatora.

Co istotne kolumna MacPhersona została zaprojektowana w taki sposób, aby sprężyna, amortyzator i zwrotnica tworzyły jednolitą część resorującą, tłumiącą drgania i prowadzącą koło. Konstrukcja kolumny oparta jest więc na łożysku, które pozwala na swobodne obracanie przednich kół. Nie wszystkie układy zawieszenia, w których amortyzator znajduje się wewnątrz sprężyny, są jednak MacPhersonem. Jak więc zidentyfikować zawieszenie McPhersona? Oto warunki, które musi spełnić kolumna:

• musi znajdować się na osi przedniej,
• amortyzator, sprężyna i zwrotnica tworzą jedną całość,
• amortyzator musi skręcać wraz z kierowcą,
• kolumna połączona jest tylko z jednym, dolnym wahaczem, a od góry przymocowana jest do kielicha.

MacPhersonem nie można nazwać więc kolumny, w której odłączono zwrotnicę od amortyzatora lub zastosowano układ wielowahaczowy. Mimo dużych podobieństw kolumną Macphersona nie jest więc zawieszenie HiPerStrut stosowane przez Opla ani RevoKnuckle montowane w niektórych modelach Forda. Oddzielenie części wodzących od resorujących pozwala zachować lepszą geometrię zawieszenia, dlatego tego typu rozwiązania stosuje się głównie w mocnych, usportowionych wersjach aut.

Wady i zalety kolumny MacPhersona

Już sam fakt, że kolumna MacPhersona przetrwała próbę czasu, świadczy o tym, że jest to rozwiązanie sprawdzone i bezproblemowe. Co jednak sprawia, że producenci samochodów tak chętnie korzystają z kolumny w swoich pojazdach? Zalety tego rodzaju zawieszenia to:

• Niska masa w porównaniu z zawieszeniami wielowahaczonymi.
• Zwarta budowa, pozwalająca zaoszczędzić wiele miejsca. To szczególnie ważne w autach z przednim napędem oraz w samochodach z silnikiem umieszczonym poprzecznie.
• Równoległe prowadzenie kół, nawet pomimo dużego skoku zawieszenia. Zapewnia to komfort jazdy i korzystne resorowanie, a także pozwala pokonać duże nierówności.
• Niski koszt produkcji, jak i obsługi. Układ składa się tylko z kilku elementów, których wymiana nie jest droga.
• Ujemny promień zataczania, korzystny z punktu widzenia stateczności. Działanie zawieszenia zapewnia także stabilne hamowanie.

W pewnych warunkach zalety kolumny MacPhersona stają się jednak wadami, a przynajmniej ograniczeniami. Połączenie trzech funkcji zawieszenia sprawdza się w niezbyt mocnych autach przednionapędowych, 4×4 oraz tych z tylnym napędem. Problem pojawia się w momencie, gdy pod maską ląduje mocna jednostka napędowa, która przenosi moment obrotowy na przednie koła.

Wady kolumny McPhersona:

• Kolumna ogranicza przestrzeń w nadkolu, przez co zamontowanie opon i szerokich felg wymaga zastosowania podkładek dystansujących lub felg o konkretnym ET.
• Geometria zawieszenia zmienia się podczas skręcania, bowiem zmieniają się kąty pochylenia kół względem podłoża. Zmniejsza to przyczepność samochodu i może przyspieszyć zużycie amortyzatorów samochodowych.
• Gorsza zdolność do pochłaniania drgań o wysokich częstotliwościach, które pojawiają się na nierównych nawierzchniach. Są one eliminowane poprzez gumowe poduszki, ale nie dorównuje to układowi wielowahaczowemu.
• Aby wymienić amortyzatory, niezbędne jest rozebranie kolumny. To dość skomplikowana i niebezpieczna czynność, bowiem trzeba użyć specjalnego ściągacza. Nieodpowiednie dokręcenie amortyzatorów może być przyczyną stukającego zawieszenia tylnego lub w układzie McPhersona
• Samochód z McPhersonem jest stosunkowo tani w naprawie, ale podatny na usterki. To konstrukcja w gruncie rzeczy delikatna, którą łatwo uszkodzić na krawężniku lub dużym ubytku nawierzchni. Jeśli planujesz zakup auta z McPhersonem, warto sprawdzić stan techniczny kolumny. Do przykładowych objawów zużytego układu McPhersona należy, chociażby nieprzyjemne drganie na kierownicy, który powoduje zbytni luz na dolnym sworzniu.
• McPherson nie należy też do najbardziej precyzyjnych układów, przez co pojazd może zachowywać się w zakrętach gorzej niż model wyposażony w zawieszenie wielowahaczowe.

Jak wymienić zawieszenie typu Mcpherson?

Amortyzatory samochodowe podlegają wymianie, dlatego rozbiórki kolumny MacPhersona nie da się uniknąć. W większości pojazdów jest to konieczne co ok. 90-100 tys. km. Podczas wymiany elementu należy także założyć nową osłonę tłoczyska, gumę absorbującą drgania i odbój, a większość mechaników zaleca też, by zakupić nowe łożysko. Do wymiany kolumn trzeba przygotować ściągacz do sprężyn, podnośnik samochodowy oraz zestaw kluczy.

1. Zaparkuj samochód na równym podłożu i zablokuj koła.
2. Zdejmij przednie koła, by uzyskać dostęp do kolumny.
3. Odkręć śruby mocujące kolumnę do stabilizatora i drążka skrętnego, a następnie odkręć górne mocowanie kolumny.
4. Po wyjęciu całego elementu załóż ściągacz na sprężynę i stopniowo ją ściskaj. Dla pełnego bezpieczeństwa najlepiej użyć dwóch ściągaczy.
5. Gdy masz pewność, że sprężyna jest zabezpieczona, odkręć górną nakrętkę. Po zwolnieniu górnego dekla można wymontować amortyzator i wymienić zużyte części.
6. Składanie kolumny odbywa się analogicznie, w odwrotnej kolejności. Pamiętaj o tym, aby zastosować nowy zestaw montażowy. W innym przypadku w najbliższym czasie może Cię czekać kolejna rozbiórka kolumny.
7. Skontroluj geometrię i ustaw zbieżność zawieszenia ponownie, jeśli jest to konieczne.

Przypominamy, że samodzielna naprawa kolumny jest niebezpieczna, dlatego trzeba zachować wszelkie środki ostrożności. Jeśli nie czujesz się na siłach, zleć wymianę doświadczonemu mechanikowi. Listę najlepszych serwisów motoryzacyjnych z Twojej okolicy znajdziesz na stronie www.qservicecastrol.eu