Co to jest kolumna MacPhersona? Nie zawsze to, co myślisz
Kolumna to wynalazek Earla MacPhersona i najpopularniejsza konstrukcja zawieszenia, stosowana od dziesięcioleci do dziś. Jednak często jest mylona z kolumną resorującą, co może mieć znaczenie, kiedy decydujecie się na zakup samochodu. Już wyjaśniam dlaczego.
Ideą kolumny MacPhersona jest połączenie prostoty i wydajności. Dlatego też jest niezwykle popularnym rozwiązaniem i to w niemal każdym segmencie samochodów. Konstrukcję stanową trzy elementy, które muszą być zastosowane, by nazwać ją kolumną MacPhersona:
- Amortyzator ze sprężyną – kolumna resorująca
- Wahacz dolny poprzeczny
- Zwrotnica
I nic więcej. Układ opiera się w górnej części na kielichu amortyzatora będącym częścią nadwozia, w której mocowana jest kolumna resorująca na obrotowym łożysku. Kolumna ta, a konkretnie amortyzator, zamocowany jest od dołu do zwrotnicy w jej górnej części. Zwrotnica zaś od dołu opiera się na wahaczu. Wahacz jest zazwyczaj tzw. trójkątny, co oznacza trzy punkty mocowania – dwie tuleje (przednia i tylna) mocowania do nadwozia oraz sworzeń zwrotnicy, którym jest łączony ze zwrotnicą. Wyjątek stanowią kolumny z pojedynczym wahaczem (dwa punkty mocowania), przez który przechodzi drążek stabilizatora. Całość, czyli trzy wspomniane elementy, tworzą kolumnę MacPhersona.
Kolumna pełni trzy funkcje:
- prowadzącą,
- resorującą,
- skręcającą.
Warto tu podkreślić, że kolumny MacPhersona stosuje się wyłącznie w przedniej osi.
Zawieszenie jest kolumną MacPhersona, kiedy spełnia następujące warunki:
- jest to zawieszenie przednie,
- amortyzator i sprężyna tworzą integralną część zwaną kolumną resorującą,
- kolumna resorująca i zwrotnica tworzą po zamocowaniu w aucie jeden element,
- za prowadzenie odpowiada jeden wahacz poprzeczny, mocowany do dolnej części zwrotnicy,
- kolumna resorująca obraca się względem swojej osi podłużnej gdy skręcamy przednie koła.
Niesłusznie nazywa się kolumną MacPhersona, a konkretnie MacPhersonem, samą kolumnę resorującą, czyli zespół amortyzatora ze sprężyną. Takie rozwiązania stosuje się w zawieszeniu dwu- lub wielowahaczowym, zarówno z przodu, jak i z tyłu. Nie jest to jednak kolumna MacPhersona, która zawsze ma tylko jeden wahacz dolny. Nie jest nią również oś typu HiPerStrut lub RevoKnuckle, które wyglądają dokładnie tak samo, ale amortyzator oddzielono od zwrotnicy, co sprawia, że nie obraca się on wraz ze zwrotnicą.
Zalety kolumn MacPhersona
Poza prostotą i zwartą, lekką, tanią w serwisowaniu konstrukcją, kolumna MacPhersona ma również zalety kinematyczne. Przede wszystkim zapewnia duży skok koła oraz wysoką odporność na zmieniające się warunki (nierówności i połączenie ich ze skrętem). Konstrukcja jest korzystna z punktu widzenia stateczności i zwrotności. Również podczas hamowania kolumna zapewnia odpowiednią stabilność.
Zalety dotyczą jednak głównie samochodów o niedużej mocy (przednionapędowych) oraz aut z napędem tylnym lub 4x4. Kiedy trzeba przenieść wysoką moc na przednią oś, wówczas klasyczny MacPherson pokazuje swoje wady, ponieważ pełni aż trzy funkcje jednocześnie.
Wady kolumn MacPhersona
Najistotniejszą jest zmiana geometrii, a konkretnie ustawienia koła względem podłoża, podczas skręcania. Ze względu na dwa punkty mocowania to stosunkowo delikatne rozwiązanie, mało sztywne. To dlatego w samochodach o wysokiej mocy przenoszonej na przednią oś oraz w autach ciężkich, kolumny MacPhersona używane są stosunkowo rzadko. Inną kwestią jest konieczność używania kół o dużym odsadzeniu, kiedy chce się założyć na obręcze szerokie opony. To z kolei zwiększa masę nieresorowaną.
Kolumna MacPhersona w eksploatacji
To tak naprawdę największa zaleta tego rozwiązania. Nie jest bezobsługowe, ale za sprawą tylko trzech elementów bardzo tanie w naprawach. Najczęściej zużywa się dolny wahacz, a ten jest bardzo często elementem poddającym się regeneracji. Chodzi o możliwość wymiany sworznia zwrotnicy oraz tulei metalowo-gumowych (tzw. silentblocki). Inne, bardzo tanie elementy to łączniki stabilizatora. Drożej będzie dopiero wtedy, kiedy w kolumnie stosuje się wahacz aluminiowy z niewymiennym sworzniem. Mimo to nawet taki wahacz jest zazwyczaj tańszy niż zestaw wahaczy w rozwiązaniach innych niż MacPherson.
Problemem kolumny MacPhersona jest kolumna resorująca, czyli zintegrowany amortyzator ze sprężyną. Aby wymienić sprężynę, trzeba wyjąć amortyzator. Natomiast cała kolumna resorująca ma jeszcze jeden element tłumiący w postaci górnej poduszki gumowej z łożyskiem. To też podlega wymianie właściwie za każdym razem, gdy wymienia się amortyzator.