Jednym z najważniejszych elementów zapewniających działanie samochodu jest zawieszenie. Mechanizm ten decyduje o komfortowym przemieszczaniu się kierowcy i pasażerów na różnych odcinkach drogi. Układ ten jest w stanie zapewnić zarówno komfortowe przemieszczanie się, jak i odwrotnie — poczuć wszystkie uroki rosyjskich dróg. Nie jest tajemnicą, że im lepsze zawieszenie zamontowane w samochodzie, tym «miększa» i przyjemniejsza będzie droga. W tej sekcji dowiemy się wszystkiego, co dotyczy urządzenia i zasady działania «wahliwej świecy», zawieszenie Mac-Ferson przedstawi swoje istotne zalety i dostępne wady.
Jak to się wszystko zaczęło
Jeszcze pięćdziesiąt lat temu zawieszenie to było integralną częścią większości zagranicznych samochodów, warto zauważyć, że było stosowane nawet w samochodach należących do najwyższej klasy (co jest warte tylko Audi-100 lub Mercedes-124). Jednak z czasem produkcja na dużą skalę została zawieszona, producent zidentyfikował poważne niedociągnięcia w systemie, wymagające rekonstrukcji schematu projektowego.
Urządzenie to jest dość proste, nie sposób znaleźć w nim czegoś zbędnego, ponadto działa bardzo wydajnie. Nieprzerwanie pracując przez kilka dziesięcioleci, bogate zawieszenie z podwójnymi wahaczami przypadło do gustu nie tylko producentom, ale także konsumentom samochodów. Jeśli nie wdawać się w szczegóły, to z podstawowych elementów standardowego zawieszenia niezależnego warto zwrócić uwagę na zwrotnicę, wyposażoną w piastę koła, górne i dolne różne wahacze, a także amortyzator ze sprężyną.
Budowa zawieszenia dwuwahaczowego
Poniższa lista zawiera wszystkie główne części składające się na zawieszenie Mac-Fersona. Warto zauważyć, że urządzenie to ma jeden z najbardziej znanych schematów. Jednak w praktyce często stosowane są jego inne typy, różniące się od siebie pewnymi szczegółami.
Schemat tego zawieszenia składa się z:
- pręta z nakrętką;
- łożysko kulkowe z piastą;
- specjalna osłona do ochrony;
- 2 dźwignie, odpowiednio dolna i obrotowa;
- wsporniki;
- rozpórka teleskopowa i pokrywa;
- śruba z mimośrodem;
- zwrotnica;
- przedni wał korbowy;
- przegub zewnętrzny wału i osłona ochronna przegubu;
- wspornik odpowiedzialny za zderzak kompresji;
- sprężyna;
- tarcza hamulcowa.
Zasada działania
Jeśli rozważymy działanie tego urządzenia w bardziej uogólnionej formie, wygląda to następująco: przejeżdżając przez nierówności drogi, koło samochodu płynnie podjeżdża do góry, a następnie sukcesywnie się cofa. Nie należy ignorować pojawiającego się w tym momencie obciążenia, które przenoszone jest na sprężynę ściskającą lub prostującą. W tym samym czasie kolumna teleskopowa pracuje, wydłużając się lub odwrotnie — skracając.
Część obciążenia jest przenoszona na nadwozie, co powoduje stopniowe prostowanie sprężyny w samochodzie do jej pierwotnego kształtu, co skutkuje wydłużeniem kolumny. Wynikające z tego drgania są tłumione przez wewnętrzny amortyzator, dzięki czemu ruch nadwozia w górę i w dół względem podłoża jest praktycznie wyeliminowany. Podczas pokonywania zakrętów kolumna, współpracując ze zwrotnicą i kołem na piaście, zmienia ruch i obraca się, co pomaga zmienić kierunek jazdy samochodu.
Zawieszenie typu Mac-Ferson jest najczęściej montowane w samochodach z przednią osią prowadzącą, w których silnik znajduje się prostopadle do toru jazdy. Z jednej strony konstrukcja ta jest pod wieloma względami lepsza od standardowego układu podwójnych wahaczy, a z drugiej — pod wieloma względami gorsza od niego.
Zalety i wady
Każdy, nawet najdoskonalszy mechanizm ma zarówno wady, jak i zalety. Zasada ta w pełni odnosi się do zawieszenia stworzonego przez Mc Fersona. Inżynierowie, którzy wybrali ten typ węzła, zawsze idą na kompromis między niewielkim rozmiarem urządzenia, jego charakterystyką techniczną i właściwościami kinematycznymi.
Zalety systemu
Atrakcyjnymi plusami niezależnego zawieszenia są:
- najprostsza konstrukcja systemu;
- sprawdzona niezawodność;
- {SPACE} stosunkowo niski koszt;
- niska waga i niewielkie rozmiary;
- pełna możliwość naprawy;
- łatwa diagnostyka w przypadku usterek połączeń zawiasowych.
Wady i trudności
Przy takich zaletach wszelkie wady wydają się drobiazgiem, ale to właśnie one sprzeciwiają się możliwości zastosowania tego urządzenia w samochodach sportowych, a także w samochodach klasy biznes. Do wad zawieszenia typu McPherson można przypisać:
- Urządzenie, które pogarsza kinematykę. To zawieszenie z podwójnymi wahaczami nie może działać jak jego analogi, na podłużnych lub poprzecznych podwójnych wahaczach, ze względu na to, co komplikuje kierowanie i pogarsza stabilność samochodu;
- główna część obciążenia z układu jest skierowana na błotnik silnika, z powodu którego musi on zostać wzmocniony. Ponadto, z biegiem czasu, zwłaszcza na nierównych powierzchniach, komora silnika może się stopniowo pogarszać;
- rozpórka (amortyzator, na którym umieszczane są obciążenia, wyprowadza zawór z pozycji funkcjonalnej), co pociąga za sobą stopniowe rozchodzenie się całej platformy nośnej. Naprawa takich części nie może obejść się bez specjalnego sprzętu;
- Nadmierny hałas z zawieszenia, a także pewne trudności w tworzeniu powłoki dźwiękoszczelnej;
- Wrażliwe kołysanie samochodu występujące podczas hamowania;
- znaczna średnica drążka kolumny, co powoduje zwiększone tarcie w amortyzatorze.
Wnioski
Wraz z ewolucją samochodów, przestrzeń pod maską powiększyła się niemal dwukrotnie, umożliwiając montaż poprzecznych silników, skrzyń biegów i osprzętu. Najbardziej przystosowane modele mieszczą koło zapasowe, a nawet skrzynkę z niezbędnymi narzędziami. Warto zauważyć, że standardowa kolumna Mac-Fersona, wyposażona w połączoną sprężynę z amortyzatorem, nie jest tak łatwa do demontażu. W tym celu konieczne będzie użycie dość drogiego urządzenia wyspecjalizowanego w demontażu rozpórek. Jednak bez względu na to, ile niuansów pojawia się w przypadku standardowego MacPhersona, jego obecność w samochodach jest nieunikniona, nie zależy nawet od ceny «żelaznego konia». Swego czasu nawet w Porsche 911 montowano tę półkę, kompensowano ją skrętnym elementem sprężystym. Postęp nigdy nie zatrzymuje się na osiągniętych wynikach, więc nie wiemy, co może nam zaprezentować taka niestabilna, na pierwszy rzut oka, wahliwa świeca….
