Do lat 30 – tych układ kierowniczy i zawieszenie były w zasadzie osobnymi układami. Tylny napęd wykluczał umiejscowienie dodatkowych elementów łączących funkcję prowadzenia koła i tłumienia drgań powstałych w czasie jazdy. Pojawienie się pierwszych prototypów z przednich napędem stanowiło wyzwanie dla większości inżynierów. Jak stworzyć „coś”, co jednocześnie będzie tłumić i skręcać? Próbowano różnych rozwiązań, te jednak były zbyt skomplikowane lub zbyt drogie dla masowej produkcji. Aż w 1934 roku pojawił się pewien wynalazek …
Na pomysł elementu tłumiącego wstrząsy i jednocześnie zdolnego do obrotu jako pierwszy wpadł amerykański inżynier Earl MacPherson, od którego wzięła się nazwa najpopularniejszego typu zawieszenia stosowanego w przedniej osi pojazdów. W 1934 roku Earl był inżynierem z kilkunastoletnim stażem a w jego CV znajdowały się takie nazwy jak Chalmers, Hupmobile, Liberty a także Ford oraz Chevrolet. Dla tego ostatniego przysłużył się najwięcej – od 1934 roku był tam głównym inżynierem. GM jednak nie było przychylne wynalazkom Earla.
Earl MacPherson (1891-1960)
Źródło: Ford Motor Company
Przy projekcie nowego elementu Earl wzorował się na projektach włoskiego inżyniera Guido Fornaca, który w latach 20-tych pracował nad konstrukcją nowych modeli Fiata. Prototyp nowego zawieszenia miał premierę w prototypie modelu Chevrolet Cadet. Był to niewielki model na kieszeń przeciętnego Amerykanina – mały, ekonomiczny i dostępny w cenie poniżej 1000$. Niestety, z planów konstruktora nic nie wyszło, gdyż władze GM nie chciały podejmować ryzyka produkcji modelu, który nie jest „typowo amerykański”. To przesądziło o odejściu Earla z GM.
Po wojnie konstruktor przeniósł się do brytyjskiej filii Forda. Władze koncernu szybko przekonały się do wynalazku i „kolumna MacPhersona ” została opracowana dla nowej palety Forda. Miała być stosowana w najtańszych modelach a jej konstrukcja umożliwić instalowanie większej liczby urządzeń w przedniej części pojazdu. Dzięki temu możliwe było zastosowanie do napędu większych silników. Te umiejscowiono niżej niż w modelach poprzednich generacji, co poprawiło rozkład mas a tym samym również prowadzenie.
Pierwszym seryjnym modelem, w którym Ford zastosował nowe zawieszenie był Vedette, którego produkcja odbywała się we francuskich zakładach koncernu. Był to model na tyle niszowy, że i tak w większości publikacji jako „ten pierwszy” pojawia się Ford Consul lub Zephyr, który powstawał w brytyjskiej filii Forda. To właśnie Zephyr dzięki pewnemu prowadzeniu mógł wygrywać liczne rajdy, w tym Monte Carlo w 1953 roku. Jednak „ojcem” jego sukcesów był model Vedette – 4,5 – metrowa limuzyna z silnikami V8. Dla nas był to model luksusowy, za oceanem – kompakt.
Ford Vedette z 1952 roku w nadwoziu coupe
Źródło: Classic Car Catalogue
Zasadnicza budowa tego typu zawieszenia pomimo upływu prawie 70 lat nie zmieniła się do dziś, stąd trudno określić jak pomysł ewoluował. Sercem takiego rodzaju zawieszenia nadal jest amortyzator rurowy, który tłumi drgania. Wewnątrz elementu resorującego znajduje się zwykle powietrze lub olej. Ostatnio coraz częściej olej z drobinkami metali, co pozwala zmienić podatność na zmiany obciążenia układu jezdnego – w skrócie: ten sam amortyzator może bardziej lub mniej tłumić drgania a ten proces można zdalnie regulować.
Wokół amortyzatora osadzona jest sprężyna śrubowa, której zadaniem jest utrzymanie nadwozia na pożądanej wysokości. Oba elementy są zależne od siebie i awaria jednego z nich wpływa na szybszą eksploatację drugiego. Górna część każdej kolumny McPhersona przytwierdzona jest do nadwozia pojazdu za pomocą śrub oraz łożyska. Dlaczego tak? Każda zmiana kierunku powoduje również obrót kolumny. Dolnym elementem łączącym kolumnę z nadwoziem lub ramą jest wahacz. Ma trójkątny kształt i jest podstawą dla całej kolumny.
Schemat zawieszenia wykorzystującego kolumnę McPhersona
Źródło: E-Auto Naprawa
Czy wynalazek inżyniera z Forda mógł być zainstalowany z tyłu? Nie. Prawdziwa „kolumna” powinna spełniać dwie funkcje. Jeżeli tylko tłumi drgania to wówczas jest to „zwykły” amortyzator gazowy lub olejowy. Nawet jeżeli wokół niego wije się sprężyna i jest przytwierdzony do elementów tylnego zawieszenia i nadwozia a nie skręca – wtedy nie jest to kolumna MacPhersona. Przykładem tego jest rozwiązanie Opla tzw. „Hiper Strut”, który spełnia jedynie funkcję tłumiącą. Często producenci pojazdów luksusowych w ten sposób wprowadzają w błąd swoich klientów.
Earl McPherson pracował dla Forda jeszcze w 1958 roku. Był aktywny zawodowo przez ponad pół wieku. Zmarł dwa lata po przejściu na emeryturę – w czasie, gdy w Europie producenci tworzyli nowe pokolenie małych samochodów i masowo przenosili napęd z tyłu na przód. W zasadzie każdy nowy model samochodu popularnych klas od lat 60-tych był wyposażony w projekt MacPhersona. Tak też jest do dziś – pomimo wielu zmian konstrukcyjnych projekt pamiętający lata 30-te nadal jest aktualny. Wprowadzane są drobne zmiany, ale idea pozostaje ta sama,
Co prawda skomplikowane zawieszenie daje mnóstwo komfortu, ale podczas naprawy drenuje nasz portfel. MacPherson jest prosty i przez to łatwy w naprawie przez co wielu producentów po próbach instalowania wymyślnych konstrukcji wraca do sprawdzonych rozwiązań. Tak zrobił np. VW, który w Passacie po kilku latach eksperymentów znowu stosuje kolumny w przednim zawieszeniu. Z tyłu nadal najpopularniejsza jest belka skrętna, która jest trwała a jej naprawa nie wymaga dużych nakładów finansowych, ale to już inna … historia.