Cambio di gioco nella tecnologia delle sospensioni: Scopri come le auto economiche stanno diventando ancora più convenienti!

Chiunque abbia cercato di acquisire anche solo una minima di conoscenza nel campo dei telai dei veicoli, si è sicuramente imbattuto nel nome MacPherson. Potrebbe non essere stata la tipologia di sospensione migliore o più complessa che questo ingegnere automobilistico americano abbia creato, ma la sua natura compatta e l’economicità sembrano corrispondere perfettamente al modello economico verso cui si stava dirigendo la produzione automobilistica negli anni ’50 – e ancor di più ora, dato che la produzione economica è più importante che mai. Grazie a ciò, i veicoli con la sospensione MacPherson su almeno uno degli assi circolano ancora in gran numero.

Un viaggio nella storia

All’inizio della carriera di Earle Steele MacPherson, non era chiaro se il suo nome avrebbe resistito a causa del tipo di telaio.

Nel 1935 entrò in General Motors, dove assunse la carica di capo della divisione Chevrolet. Insieme al suo team, avevano il compito di progettare un’auto che potesse essere venduta per meno di $ 1.000, generando comuqnue un profitto. Fu nel design della Chevrolet Cadet che nacque la prima sospensione MacPherson di base. Benché vi siano opinioni discordanti su se la Cadet avesse già adottato una vera sospensione MacPherson, il designer americano ammise di essersi ispirato al lavoro di Guido Fornac degli anni ’20.

Alla fine, MacPherson non ha potuto ottenere un brevetto per la sospensione del Cadet poiché era stata precedentemente brevettata da Frank M. Smith di Stout Motor.

Nel 1947, dopo la fine della produzione della Cadet, MacPherson passò alla Ford e alla fine creò la prima vera sospensione MacPherson per la Ford Vedette, che entrò in produzione nel 1955. Inizialmente la produzione andò piuttosto a rilento, ma la presentazione dei due modelli successivi, Zephyr e Consul, al Motor Show di Londra portò una svolta: ogni produttore voleva sospensioni MacPherson.

Costruzione

Come indicato nell’introduzione, l’obiettivo di progettazione del carrello di atterraggio MacPherson era inizialmente focalizzato sull’efficienza dei costi. Di conseguenza, il numero di parti nel telaio doveva essere ridotto in qualche misura, evitando un significativo deterioramento della qualità.

A quel tempo, la sospensione a doppio braccio oscillante era l’apice (infatti, da allora non è cambiata), ma questo tipo è composto da molte – e costose – parti, quindi era impossibile andare oltre in questa direzione.

Uno dei fondamenti del sistema MacPherson è che utilizza un puntone molleggiato, con le piastre inferiore e superiore come arresto, la molla è integrata nell’ammortizzatore. Ciò consente di risparmiare molto spazio nel telaio senza compromettere la qualità.

Tuttavia, questo di per sé non distingue le sospensioni MacPherson da altri tipi di telaio, ad esempio, la soluzione a doppio braccio oscillante ha anche un puntone molleggiato. La vera differenza sta nella doppia funzionalità della colonna.

Usiamo la sospensione anteriore per la soluzione: nella sospensione MacPherson, il montante non è solo un elemento elastico e ammortizzante, ma anche un elemento di controllo. L’estremità superiore del montante termina in un cuscinetto a tazza sopra la barra antirollio: è fissata alla carrozzeria con almeno tre bulloni su ciascun lato. La ruota sterzante può ruotare lungo l’asse della colonna – questo non è del tutto vero, ma ne parleremo nel capitolo sugli svantaggi.

In questo modo facciamo in modo che non ci sia bisogno di un quadrilatero superiore, lo abbiamo praticamente eliminato con la doppia funzione del puntone. Pertanto, molti ammortizzatori e giunti possono essere omessi dal progetto.

D’altra parte, è necessario un braccio oscillante inferiore. In origine, l’inventore utilizzava solo un braccio oscillante inferiore di tipo link, che di per sé non sarebbe sufficiente in termini di cinematica del telaio per mantenere stabile la ruota in tutte le direzioni. Pertanto, ha utilizzato un’altra doppia funzione: oltre al suo scopo generale, la barra stabilizzatrice era il secondo punto di attacco per l’assemblaggio del braccio oscillante inferiore, in modo che il sistema fosse già fissato in tutti i punti, senza parti aggiuntive.

Successivamente i produttori si sono allontanati da questo e oggi, invece dei bracci a I, usano i bracci ad A per i punti di connessione inferiori, quindi il forcellone è fissato al corpo in due punti.

Il motivo della svolta, i vantaggi

Il telaio di MacPherson è di per sé un design epocale, ma questo da solo non sarebbe necessariamente sufficiente per renderlo così di successo.

Ma fu allora che accadde qualcosa che permise di sfruttare il massimo vantaggio di questa sospensione: iniziarono a diffondersi le vetture a trazione anteriore.

Fino ad oggi, le sospensioni MacPherson non sono utilizzate principalmente nei veicoli a trazione posteriore, ma la trazione anteriore ha aperto nuove possibilità negli anni ’60.

Qui, poiché il motore e il cambio, così come il differenziale e i semiassi, si trovano principalmente trasversalmente nel vano motore, con quest’ultimo che si estende fino al mozzo della ruota, lo spazio disponibile doveva essere utilizzato con molta parsimonia.

Fu allora che l’invenzione iniziò a fiorire, poiché il risparmio di spazio superò tutte le altre soluzioni dell’epoca. Le auto a trazione anteriore sono ancora popolari e anche l’economicità è un aspetto estremamente importante. Indubbiamente, in futuro vedremo su strada questo tipo di telaio per molto tempo.

Difetti

Ogni progetto tecnico ha i suoi difetti e la sospensione MacPherson non fa eccezione.

Mentre Porsche, ad esempio, ha mantenuto questo design per molto tempo per la classica 911, si tratta di un caso unico per le auto ad alte prestazioni.

Ci sono due ragioni importanti per questo. Una di queste riguarda le auto a trazione anteriore: è il fenomeno dell’effetto di sterzata. Il telaio MacPherson crea una coppia indesiderata tra le due ruote motrici nelle auto a trazione anteriore durante le curve ad alta velocità. Questo perché l’asse di rotazione è lontano dalla linea centrale della ruota e inoltre non è allineato con il puntone perché l’auto sta effettivamente girando lungo la linea tra il cuscinetto a tazza e il perno inferiore. Nelle auto a trazione anteriore più potenti, si utilizza un perno superiore aggiuntivo per eliminare il puntone oscillante dallo sterzo, quindi ovviamente non possiamo considerarlo un vero e proprio puntone MacPherson.

Un altro motivo è che il montante MacPherson è in grado di mantenere il battistrada esterno della ruota a contatto con la strada solo in misura limitata quando si affrontano curve ad alta velocità. Ciò riduce significativamente la velocità sicura in curva rispetto, ad esempio, a un telaio a doppio braccio oscillante.

Mentre questi sono problemi reali nei veicoli ad alte prestazioni, si verificano molto raramente o per niente nel trasporto su strada tradizionale.