A felfüggesztés, ami még olcsóbbá tette az olcsó autókat
Ha bárki csak egy pici jártasságot is szeret a gépjármű futóművek területén, kikerülhetetlenül találkozik a MacPherson névvel. Meglehet, hogy nem a legjobb vagy a legkomplexebb módon átgondolt felfüggesztés típust hozta össze az amerikai járműmérnök feltaláló, az viszont biztos, hogy a kompakt mivolta és a költséghatékonysága tökéletesen illeszkedett abba a gazdasági modellbe, amely felé az autógyártás haladt az 50-es években – és most is, hiszen a profitábilis előállíthatóság fontosabb, mint valaha. Ennek köszönhetően a mai napig hatalmas számban róják az utakat azok a járművek, melyek legalább az egyik tengelyükön MacPherson futóművel rendelkeznek.
Történeti áttekintés
Earle Steele MacPherson pályája kezdetén nem volt egyértelmű, hogy végül egy futóműtípus miatt marad fenn a neve.
1935-ben csatlakozott a General Motorshoz, azon belül a Chevrolet divízió vezetője lett. Csapatával egy olyan feladatot kapott, hogy tervezzenek egy olyan személygépkocsit, melyet 1000 dollár alatti eladási áron is profittal lehet értékesíteni. Ez volt a Chevrolet Cadet projekt, melynek során az első kezdetleges MacPherson felfüggesztés megszületett. Bár megoszlanak a vélemények arról, hogy a Cadet már valódi MacPhersont kapott-e, az amerikai tervező utólag elismerte, hogy Guido Fornaca 1920-as munkáiból inspirálódott a tervezés során.
Végül a Cadet felfüggesztésének szabadalmát nem is szerezhette meg MacPherson, mert azt korábban levédte Frank M. Smith a Stout Motortól.
1947-ben, miután a Cadet kifutott, MacPherson átigazolt a Fordhoz, és végül megcsinálta az első igazi, teljes értékű MacPherson futóművet a Ford Vendette számára, melyet 1955-ben kezdtek el gyártani. Eleinte lassan indult be a gyártás, azonban a következő két modell, a Zephyr és a Consul bemutatása a London Motor Shown meghozta az áttörést: minden gyártó MacPherson futóművet akart.
Felépítés
Ahogyan a felvezetés is utalt rá, a MacPherson futómű tervezési célja eredetileg a költséghatékonyság volt. Ebből az következett, hogy valahogyan csökkenteni kellett a futóműben lévő alkatrészek számát úgy, hogy az ne szenvedjen érdemben minőségi romlást.
Ekkoriban a szakmai nívó csúcsát a kettős keresztlengőkaros felfüggesztés jelentette (tulajdonképpen ez azóta sem változott), ám ez a típus sok – és drága – alkatrészből áll, így nem volt lehetőség a hasonló irányvonal követésére.
Az egyik alapvetés a MacPherson rendszernél, hogy rugóstagot használ, azaz egy alsó és egy felső tányérral, mint határolóval, a tekercsrugó egybe van építve a lengéscsillapítóval. Ez rengeteg helyet spórol a futómű többi részének úgy, hogy nem történik minőségromlás.
Ez azonban önmagában még nem különbözteti meg a többi futóműtípustól, hiszen például a kettős keresztlengőkaros megoldásban is találkozhatunk rugóstaggal. Az igazi különbség a rugóstag kettős funkcionalitásában rejlik.
A megoldáshoz egy első futóművet hívunk segítségül: a MacPherson felfüggesztésben a rugóstag nem csak a rugózás és a csillapítás, hanem a kormányzás eleme is egyúttal. A rugóstag felső vége a felütközésgátló feletti toronycsapágyban végződik – ez rögzül a karosszériához, legkevesebb három csavarral oldalanként. A rugóstag tengelye mentén képes elfordulni a kormányzott kerék – illetve ez nem teljesen igaz, de erre kitérünk a hátrányoknál.
Ezzel azt nyertük, hogy nincs szükség a felső lengőkarra, lényegében kiiktattuk azt a rugóstag kettős funkciója által. Ennélfogva számos szilent és gömbfej is kihagyható a szerkezetből.
Az alsó lengőkart viszont már nem lehet kihagyni az elemek közül. A feltaláló eredetileg csak egy rúd típusú alsó keresztlengőkart használt, ami önmagában nem lett volna elég a futómű kinematikájában ahhoz, hogy minden irányból stabilan tartsa a kereket. Ezért egy újabb kettős funkciót alkalmazott: a stabilizátorpálcát használta arra az általános feladata mellett, hogy a második rögzítési pontja legyen az alsó lengőkar-összeállításnak, így pedig már minden ponton határozott volt a rendszer, extra alkatrész nélkül.
Később ettől eltértek a gyártók, ma az I-lengőkar helyett inkább A-lengőkart használnak az alsó bekötési pontokhoz, azaz két helyen rögzül a lengőkar a karosszériához.
Az áttörés oka, előnyök
A MacPherson futómű önmagában is egy korszakalkotó szerkezet, ám ez önmagában nem feltétlenül lett volna elég ahhoz, hogy ennyire sikeres legyen.
Ám pont akkor történt valami, ami pont ennek a felfüggesztésnek a legnagyobb előnyét kívánta kihasználni: elkezdtek terjedni az elsőkerékhajtású autók.
A hátsókerekes hajtásváltozatoknál a mai napig nem került egyértelmű fölénybe a MacPherson, ám az elsőkerékhajtás új dimenziókat nyitott előtte a 60-as években.
Ugyanis itt, mivel a motortérben, többnyire keresztben foglal helyet a motor és a váltó, valamint a differenciálmű és a féltengelyek is, ráadásul utóbbi egyészen a kerékagyig kiér, nagyon takarékosan kellett bánni a rendelkezésre álló hellyel.
A találmány ekkor kezdte el a virágkorát élni, hiszen kompaktsága minden akkor megoldást felülmúlt. Az elsőkerekes autók pedig továbbra is velünk vannak, és a költséghatékonyság is rendkívül lényeges szempont. Kétségkívül még sokáig láthatjuk majd az utakon ezt a futóműtípust.
Hátrányok
Minden műszaki szerkezetnek vannak hátulütői – ez alól nem kivétel a MacPherson sem.
Noha a Porsche például egészen sokáig ragaszkodott a klasszikus 911 esetén ehhez a szerkezethez, ez kivételes esetnek számít a nagyobb teljesítményű autóknál.
Ennek két jelentős oka van. Az egyik olyan autóknál jelentkezik, melyek rendelkeznek elsőkerékhajtással: ez a hajtási befolyás jelensége. A MacPherson futómű elsőkerekes autóknál, nagy tempójú kanyarok bevételénél nemkívánatos nyomatékot produkál a két hajtott kerék között. Ez annak köszönhető, hogy a fordulási tengely messze van a kerék középvonalától, ráadásul nincs síkban a rugóstaggal, ugyanis valójában a toronycsapágy és az alsó gömbfej közötti vonal mentél fordul az autó. Erősebb elsőkerekes autóknál ezért egy extra felső gömbfejjel kiiktatják a kormányzásból a rugóstagot – így persze már nem számít igazi MacPhersonnak.
A másik ok, hogy szintén tempós kanyarodáskor az ívkülső kereket a MacPherson csak korlátozott módon képes a teljes futófelületével az úton tartani. Ez jelentősen rontja a kanyarodási sebességet, például egy kettős keresztlengőkaros futóművel szemben.
Bár a teljesítményorientált szegmensekben ezek valós problémák, a hagyományos közúti közlekedésben ezek nagyon ritkán, vagy egyáltalán nem jelentkeznek.
