Náprava MacPherson

Náprava MacPherson (též vzpěra MacPherson; místo MacPherson se používá též McPherson) je typ nápravy automobilu využívající osu teleskopického tlumiče pérování jako horní otočný bod závěsu kola. Široce se používá v moderních motorových vozidlech. Nese jméno konstruktéra Earle S. MacPhersona, který tuto konstrukci vyvinul inspirován návrhem Gudio Fornacy z automobilky Fiat ve 20. letech 20. století.[1] Je možné, že byl inspirován také nápravou na francouzském Cottin-Desgouttes, kde se používala stejná konstrukce, ale s listovými pružinami. Přední náprava Cottin-Desgouttes byla pro změnu inspirována konstrukcí Waltera Chrisieho z roku 1904, který se zase inspiroval u rostlin.[2]

Jednoduchá polonáprava typu MacPherson u pravého předního kola vozidla s poháněnou zadní nápravou.

červeně = závěs kola
modře = dolní rameno
světle modře = řídicí tyč
fialově (dole) = stabilizátor
fialově (nahoře) = vinutá pružina
žlutě = válcová vzpěra obsahující tlumič pérování

Prvním vozem využívajícím nápravu MacPherson byl Ford Vedette v roce 1949[3], následně také Ford Consul (1951) a později Ford Zephyr. Konstrukce se používá pro přední nápravu, kde poskytuje rejdový čep a závěs kola. Podobná konstrukce pro zadní nápravu se správně nazývá Chapmanova náprava. Vyvinul ji Colin Chapman u automobilky Lotus na základě úpravy nápravy MacPherson. Tato náprava se někdy nesprávně označuje jako zadní náprava MacPherson.

Sestává z A-ramena nebo pružného prvku stabilizovaného dalším prvkem, který poskytuje dolní montážní bod pro závěs nebo hřídel kola. Tento systém dolního ramena poskytuje příčné a podélné usazení kola. Horní část závěsu je pevně ukotvena v dolní části vzpěry, jejíž opačný konec je nahoře zamontován přímo do skeletu vozidla.

Ke skutečnému úspěchu náprava MacPherson potřebovala zavedení samonosné (též monokokové) konstrukce karoserie, protože potřebuje hodně svislého prostoru a pevné horní ukotvení, které samonosná karoserie může poskytnout, přičemž je výhodná též díky schopnosti rozkládat rázy.[4] Náprava MacPherson obvykle obsahuje (v každé polonápravě) jak vinutou pružinu, kterou je vozidlo odpruženo, tak i tlumič pérování, který je obvykle v teleskopickém provedení a je zamontován do polonápravy. Obvykle je zde také řídicí rameno (spojené s řídicí tyčí) zabudované do dolní vnitřní části.

Celý komplet je velmi jednoduchý a může být představován jako funkční celek. Díky nepřítomnosti horního ramena je k dispozici více příčného prostoru pro motor, což je užitečné pro malé vozy, částečně s příčně montovanými motory, které má většina automobilů s poháněnou přední nápravou. Lze to ještě dále zjednodušit, je-li třeba, náhradou kyvného ramena torzní tyčí.[4] Z těchto důvodů se náprava MacPherson stala všudypřítomnou u nízkonákladových výrobců. Navíc nabízí také jednoduchou metodu pro seřizování geometrie nápravy.[5]

Příklad zadní nápravy MacPherson na vozidle s pohonem všech kol.

Přestože je tato náprava populární volbou díky své jednoduchosti a nízkým výrobním nákladům, má tato konstrukce několik nevýhod s dopady na jízdní vlastnosti a ovladatelnost vozidla. Geometrická analýza ukazuje, že náprava nemůže umožnit svislý pohyb kola bez určité změny buď odklonu kola nebo rozchodu, anebo obojího. Obecně nelze očekávat tak dobrou ovladatelnost jako u rovnoběžníkové nápravy, protože poskytuje konstruktérům menší volnost ve volbě změny odklonu a centra otáčení. Kolo má tendenci se vyklánět s vozidlem, což vede k nedotáčivosti.

Jinou nevýhodou je tendence přenášet hluk a vibrace z vozovky přímo na rám vozidla, což vede k vyšší úrovni hluku a "nelibozvučnému" pocitu z jízdy v porovnání s rovnoběžníkovou nápravou. To nutí výrobce přidávat zvláštní odhlučňovací a izolační mechanismy. Kvůli větším rozměrům a robustnosti, a kvůli většímu stupni spojení se strukturou vozidla, když se tlumič pérování opotřebuje, jeho výměna je relativně drahá v porovnání s výměnou jednoduchého tlumiče. Avšak i přes tyto nevýhody se náprava MacPherson používá i u vysoce výkonných vozů, jako je Porsche 911, všechny vozy BMW kromě X5 z roku 2007[6], a u různých modelů značky Mercedes-Benz.