Know How: Ανάρτηση PART XIX

Know How: Ανάρτηση PART XIX

Η ιστορία πίσω από τα γόνατα

Τα γόνατα MacPherson, με την επιγραμματική-αυστηρή τους έννοια, είναι ο τύπος εκείνος ανεξάρτητης ανάρτησης που χρησιμοποιεί την κορυφή του τηλεσκοπικού αμορτισέρ ως το πάνω σημείο περιστροφής του τροχού κατά το στρίψιμό του από το σύστημα διεύθυνσης. Συναντάται σχεδόν κατά κόρον στον εμπρός άξονα των επιβατικών αυτοκίνητων και πήρε το όνομα του από τον Αμερικάνο μηχανικό Earle S. MacPherson, ο οποίος πρωτοπαρουσίασε και εξέλιξε την εν λόγω διάταξη.

Πιο συγκεκριμένα όλα ξεκινάνε το 1945, με τον MacPherson στην θέση του Αρχιμηχανικού της Chevrolet για το project “Light Car”, σκοπός του οποίου ήταν η εξέλιξη γκάμας μικρών σε διαστάσεις μοντέλων («μικρών» με τα αμερικανικά στάνταρντ τουλάχιστον, δηλαδή μόλις 5 μέτρα μήκος, όχι παραπάνω…), για την πληγωμένη από τα έξοδα του Πολέμου Αμερικανική αγορά. To πρώτο από αυτά τα μοντέλα ήταν το Cadet, το οποίο, σε πρωτότυπη μορφή, το 1946 φόραγε τα πρώτα γόνατα MacPherson και μάλιστα όχι μόνο στον εμπρός άξονα, αλλά και στον πίσω. Το project του Cadet μπορεί μεν να ακυρώθηκε το 1947 παρά την κατάθεση της ανάλογης πατέντας, αλλά ο φουλ ξενερωμένος MacPherson δεν έμεινε με σταυρωμένα τα χέρια, αλλά είπε «έτσι είστε ε..; Καλά θα σας δείξω εγώ, θα δείτε τι θα πάθετε» και έτσι τελικά πήγε στη Ford, η οποία πατεντάρισε το design εκ νέου το 1949 για την πάρτη της, παρόλο που έκανε αναφορά σε ανάλογα σχέδια της FIAT από τη δεκαετία του 1920 παρακαλώ. 

Αρχιτεκτονική ανάρτησης σε μορφή-τύπο γονάτου όπως το ξέρουμε από την διάταξη MacPherson στα αυτοκίνητά μας υπήρχε ήδη από προπολεμικά, στο τρομερό σε σχεδίαση Stout Scarab, ενώ εκτός από αυτό το περίεργο πράγμα ο MacPherson -λένε οι κακές γλώσσες- ότι επηρεάστηκε επιπλέον και από αντίστοιχες διατάξεις που υπήρχαν ήδη στο σύστημα προσγείωσης/ελέγχου της θέσης των τροχών στα αεροπλάνα. Ένας σίγουρα περίεργος τυπάς από το Lyon της Γαλλίας, ο Cottin-Desgouttes, παρουσίασε παράλληλα ένα παρόμοιο σχέδιο ανάρτησης, αλλά αντί για ελικοειδή ελατήρια που θα περίμενε κανείς ως σιγουράκι τότε, το αυτοκίνητο χρησιμοποιούσε σούστες: κι αυτός με τη σειρά του είχε κλέψει την ιδέα από παλιότερο σχέδιο του 1904, αποδεικνύοντας για ακόμα μία φορά πόσο δύσκολο είναι να πετύχεις πραγματική «παρθενογένεση» στην αυτοκίνηση. Ο φίλος μας ο MacPherson υπέβαλε το σχέδιο ως εφαρμόσιμο και στους δύο άξονες του αυτοκινήτου, παρότι τελικά, για διάφορους λόγους, επικράτησε κατά βάση για το εμπρός σύστημα μόνο, όπου, όπως θα δούμε πιο αναλυτικά αμέσως πιο κάτω, έχει διττό ρόλο: αφενός παρέχοντας κέντρο περιστροφής για το στρίψιμο των τροχών και αφετέρου έδραση ανάρτησης του τροχού.

Ποιο όμως είναι το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής με γόνατα MacPherson; Εδώ η απάντηση θέλει προσοχή γιατί υπάρχει μπλέξιμο: συχνά βρίσκει κανείς στην βιβλιογραφία ότι το γαλλικό Ford Vedette (το πάλαι ποτέ γαλλικό παρακλάδι της Ford, η Ford SAF, είχε εργοστάσιο στο Poissy, το οποίο εργοστάσιο αφού πέρασε από χίλια κύματα, παράγει ακόμα πλήθος μοντέλων ακόμα και σήμερα για την PSA/Stellantis) ήταν το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής με γόνατα MacPherson, το 1949, αμέσως δηλαδή μόλις ο MacPherson πήγε στη Ford. Στην πραγματικότητα όμως το Vedette είχε σχεδιαστεί πριν πάει εκεί ο MacPherson, με ανεξάρτητη μεν εμπρός ανάρτηση (με ψαλίδια και ελικοειδές ελατήριο), αλλά όχι με το κλασικό κομπλέ γόνατο MacPherson. Όταν η Simca εξαγόρασε το εργοστάσιο στο Poissy από την Ford, το επονομαζόμενο ως “Simca Vedette” πλέον, facelift του αρχικού Vedette, πέρασε το 1954 σε διάταξη ανάρτησης με πραγματικά γόνατα MacPherson.

Με αυτό το δεδομένο, το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής με γόνατα MacPherson τυπικά είναι το Ford (του βρετανικού παρακλαδιού της Ford) Consul του 1950 (λίγο αφότου έφτασε ο Earle στην εταιρεία δηλαδή) και λίγο αργότερα το Ford Zephyr. Φήμες ότι ο Earle MacPherson εμπνεύστηκε την διάταξη επειδή τα πιατέλα του γονάτου έμοιαζαν με τα γόνατα της γιαγιάς της Elle MacPherson δεν επιβεβαιώνονται, διότι αφενός δεν είχε πάρε δώσε με Αυστραλία και αφετέρου το επώνυμο MacPherson το τσίμπησε η Elle από εξ' αγχιστείας συγγενή (τον πατριό της) κι όχι κληρονομικά από το εξ' αίματος βιολογικό γενεαλογικό της δέντρο.

Η όλη διάταξη

Ένα γνήσιο από κούνια και με επίσημη σφραγίδα προέλευσης γόνατο MacPherson στο κάτω μέρος του κάνει χρήση είτε ενός ενιαίου ψαλιδιού βάσης (υποτύπος ο οποίος στην πορεία επικράτησε), είτε σπαστά ενός ζεύγους ξεχωριστών βραχιόνων-συνδέσμων, όπου ο ένας απλά δένει σε ένα σημείο στο πλαίσιο περιορίζοντας μόνο τον ένα βαθμό ελευθερίας του τροχού (την απόσταση μεταξύ τροχού και πλαισίου) και τουλάχιστον άλλος ένας απλά «κρατάει» τον τροχό στο εμπρός-πίσω (ο αρχικός υποτύπος του κυρίου MacPherson): σε κάθε περίπτωση αυτά παρέχουν την βάση έδρασης για το άκρο/ακραξόνιο του τροχού και είναι αυτά που καθορίζουν την θέση του τροχού στο χώρο, τόσο στην διαμήκη όσο και στην εγκάρσια διεύθυνση.

Πιο συγκεκριμένα, το πάνω μέρος του ακραξονίου είναι πακτωμένο με το κάτω μέρος του εξωτερικού κομματιού-κελύφους του γονάτου, ενώ το πάνω μέρος του εσωτερικού κομματιού του γονάτου-αμορτισέρ μέσω του top mount φτάνει και εδράζεται στους θόλους του πλαισίου. Η νοητή ευθεία-γραμμή που ενώνει το κέντρο της έδρασης του γονάτου ψηλά στο top mount με την σφαιρική άρθρωση (ball joint) μεταξύ ψαλιδιού/βραχίονα και άκρου, καθορίζει την κλίση-γωνία του βασιλικού πείρου του συστήματος διεύθυνσης συνολικά (περισσότερα περί γωνιών γεωμετρίας σε συνέχειά μας λίαν συντόμως). Ο άξονας του γόνατου στο κάτω μέρος μπορεί να είναι κεκλιμένος προς τα μέσα σε σχέση με τον άξονα διεύθυνσης, κάτι που δίνει μεγαλύτερο περιθώριο χωροταξικά για να μπορεί να περνάει το ελαστικό του τροχού, έστω και ξυστά πολλές φορές κατά τα γνωστά: το κάτω μέρος έτσι αν καταγράψει κάποιος τις τροχιές κινηματικά, να ακολουθεί ένα τόξο κατά την περιστροφή του τιμονιού μας.

Το γόνατο MacPherson ιστορικά «βολεύτηκε» ιδιαιτέρως από την εισαγωγή της χρήσης αυτοφερόμενων αμαξωμάτων/μονοκόκ πλαισίων στην αυτοκινητοβιομηχανία, επειδή ο βασικός σχεδιασμός του επιβάλλει την ύπαρξη σημαντικού κατακόρυφα χώρου κάτω από τον θόλο και μια ισχυρή βάση στήριξης-top mount στην κορυφή της διάταξης, η οποία, εκτός των άλλων, θα κατανέμει επίσης και τις τάσεις της ανάρτησης. Το γόνατο προσφέρει στήριξη τόσο στο ελικοειδές ελατήριο στο οποίο κατά τα γνωστά αναρτάται ανάλογη μάζα του οχήματος, όσο και στο αμορτισέρ, το οποίο συνήθως έχει τη μορφή «φυσιγγίου» τοποθετημένου μέσα στο γόνατο. Το γόνατο μπορεί επίσης να έχει τον βραχίονα περιστροφής του γονάτου διεύθυνσης ενσωματωμένο στο κάτω εξωτερικό τμήμα ως προέκταση του κελύφους του. Η όλη διάταξη είναι πολύ απλή και μπορεί να προ-συναρμολογηθεί σε μια ενιαία μονάδα, κάτι που ευνοεί τρομερά την μαζική παραγωγή. Επίσης, η έλλειψη άνω βραχίονα/ψαλιδιού επιτρέπει μεγαλύτερο πλάτος στο μηχανοστάσιο, κάτι που είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε μικρότερα αυτοκίνητα με εγκάρσιους κινητήρες, όπως τα περισσότερα προσθιοκίνητα μοντέλα. Η διάταξη μπορεί να απλοποιηθεί περαιτέρω εάν χρειάζεται, αντικαθιστώντας την αντιστρεπτική ράβδο με έναν επιπλέον βραχίονα-σύνδεσμο βάσης: αν η αντιστρεπτική υπάρχει, αυτή συνδέεται με μια ράβδο με σφαιρική άρθρωση στο αμορτισέρ ή στο ψαλίδι.

Γι’ αυτούς τους λόγους, η διάταξη γονάτων MacPherson έχει γίνει σχεδόν «εκ των ων ουκ άνευ» στα αυτοκίνητα μαζικής παραγωγής και λογικής τιμής… Επιπλέον, προσφέρει μια σχετική εύκολη οδό ως προς την ρύθμιση της γεωμετρίας της ανάρτησης.

Υπέρ και κατά

Μπορεί τα γόνατα MacPherson να είναι πλέον ο κανόνας σε μεγάλο μέρος των αυτοκινήτων «δρόμου», όμως προφανώς για την επικράτησή τους παίξανε ρόλο, ως συνήθως, οικονομοτεχνικοί λόγοι: αυτό φυσικά φέρνει μαζί του και καλά και κακά ως προς τη συμπεριφορά και τη ρυθμισιμότητα της διάταξης ως αρχιτεκτονική ανάρτησης.

To πρώτο μεγάλο πλεονέκτημα μίας διάταξης με γόνατα MacPherson δεν έρχεται από το στήσιμο ούτε από την ευθυγράμμιση ούτε από το κόστος, αλλά από κάτι ακόμα πιο σημαντικό, βασικά το πιο σημαντικό από όλα (και κάτι που δυστυχώς είναι πολύ επίκαιρο, καθώς γράφονται αυτές οι γραμμές): την παθητική ασφάλεια. Η όλη διάταξη του αμαξώματος, με τη γεωμετρία του θόλου ειδικά προσαρμοσμένη για κομπλέ γόνατα αντί για σκέτα αμορτισέρ-ελατήρια, έχει αποδειχτεί ότι βοηθάει στις παραμορφώσεις κατά συγκεκριμένες δοκιμές πρόσκρουσης σε σχέση π.χ. με τα διπλά ψαλίδια. Από εκεί και μετά, βασικότατο είναι το γεγονός ότι μιλάμε για μία σχετικά απλή διάταξη ως κατασκευή και συναρμολόγηση, κάτι που συνολικά μειώνει το άθροισμα των συνδέσμων-σινεμπλόκ που απαιτούνται για να λειτουργήσει η ανάρτηση κινηματικά: αυτό σημαίνει ότι λιγότερα πράγματα μπορούν να φθαρούν με τον χρόνο και τη χρήση, το οποίο με τη σειρά του σημαίνει και μικρότερα κόστη συντήρησης, αλλά και πιο σταθερές τιμές ευθυγράμμισης σε βάθος χρόνου.

Πάμε στα μειονεκτήματα όμως γιατί ο Ερλ μας έφερε και τέτοια μαζί ο μπαγάσας…

Κατ’ αρχήν από πλευράς γεωμετρίας και πιο συγκεκριμένα μεταβολής της γεωμετρίας κατά την κατακόρυφη κίνηση του τροχού στην συμπίεση-έκταση της ανάρτησης, τα γόνατα MacPherson εκ της βασικής γεωμετρίας τους δεν μπορούν να κρατήσουν σταθερή την γωνία κάμπερ τους, την εγκάρσια μετατόπιση του τροχού (που επηρεάζει το μετατρόχιο) ή και τα δύο αυτά μαζί ταυτόχρονα. Σε αυτό το σημείο είναι που υπερισχύουν σαφώς διατάξεις με πιο χαμηλή ευαισθησία σε τέτοιες μεταβολές, όπως τα διπλά ψαλίδια και η διάταξη πολλαπλών συνδέσμων: εκτός από τις μεταβολές κατά την κατακόρυφη κίνηση, τα γόνατα MacPherson δεν επιτρέπουν τον ίδιο βαθμό ελευθερίας σε σχέση με την επιλογή του βέλτιστου προφίλ μεταβολής της κάμπερ, αλλά και ύψους του κέντρου περιστροφής (roll center, όπως το είχαμε δει στις πρώτες μας συνέχειες της σειράς).

Ένας άλλος τομέας στον οποίο δεν διαπρέπει το γόνατο MacPherson είναι το μισητό μας torque steer (αν και προσωπικά ανέκαθεν πίστευα ότι μπορείς να διασκεδάσεις πολύ με τα πέρα δώθε της μούρης για πλάκα, αν είσαι προετοιμασμένος ανάλογα ότι το δυνατό προσθιοκίνητο που βάζεις χέρι, έχει σοβαρό torque steer, επαναλαμβάνω αν το ξέρεις από πριν…): ένα τυπικό γόνατο MacPherson κατά κανόνα έχει θετικό scrub radius, δηλαδή απόσταση πάνω στο επίπεδο που ορίζει η επιφάνεια του οδοστρώματος ανάμεσα στην κεντρική γραμμή αναφοράς της ζάντας και τον φορέα του άξονα του συστήματος κατεύθυνσης, θεωρώντας τα κάθετα ως προς το πλάγιο κατακόρυφο επίπεδο (με άλλα λόγια επηρεάζεται κι από το offset της ζάντας όποτε προσοχή με τις aftermarket καγκουριές!), κάτι που επιδεινώνει το torque steer.

Μιλώντας για «τυπικό» γόνατο MacPherson, εννοούμε το απλό-κλασικό κι όχι τα διάφορα περίεργα RevoKnuckle κτλ. που έχουν βγάλει Renault, Ford, Honda και λοιποί δυνατοί προσθιοκίνητοι παίκτες τα τελευταία χρόνια και τα οποία ναι μεν ακόμα θεωρούνται MacPherson, αλλά «σπάνε» τη βάση του γόνατου MacPherson σε δύο ξεχωριστά κομμάτια, ανεξαρτοποιώντας την περιστροφή του τροχού με τα ακρόμπαρα από την διαδρομή της ανάρτησης. Στο θέμα των τιμών ευθυγράμμισης ποτέ να μην ξεχνάμε ότι γόνατα MacPherson (έστω και με ανεστραμμένη-inverted διάταξη στο αμορτισέρ) δεν έχουν μόνο αυτοκίνητα του λαού και της σειράς, αλλά και πληθώρα σοβαρών σπορ αυτοκινήτων, όπως είναι όλα τα διάφορα Porsche GT3/GT4, μέχρι πολύ πολύ πρόσφατα (προ 992 GT3, η οποία υιοθέτησε για πρώτη φορά την ανάρτηση διπλών ψαλιδιών των αγωνιστικών 911) τα Impreza STI κτλ. Μιλώντας για πίσω/κεντρομήχανα αυτοκίνητα, όπως τα Porsche, τα γόνατα MacPherson απαιτούν και λιγότερο χώρο στον εγκάρσιο άξονα σε σχέση με άλλες αρχιτεκτονικές, γεγονός που αυξάνει τον διαθέσιμο χώρο αποσκευών κάτω από το εμπρός καπό, πράγμα σημαντικό σε touring μοντέλα, όπως η 911. Μέχρι την γενιά 964 μάλιστα, η 911 είχε συνδυασμό γονάτων με ράβδο στρέψης αντί για ελικοειδή ελατήρια κι από εκεί μετά όλες οι 911 μέχρι την 992 GT3 είχαν αποκλειστικά MacPherson εμπρός.

Σε γενικές γραμμές, όταν η ανάρτηση έχει μικρή διαδρομή από στοπ σε στοπ, όπως είναι κατά κανόνα σε όλα τα σπορ αυτοκίνητα, τότε οι μεταβολές στην γεωμετρία που περιγράψαμε πιο πάνω είναι μικρές και δεν επηρεάζουν ιδιαίτερα αντίστοιχα την συμπεριφορά του οχήματος, οπότε την σκαπουλάρουμε. 

Colin ζεις, εσύ μας οδηγείς

Δεν πάει στον McRae εδώ, αν και φυσικά ισχύει και γι’ αυτόν, αλλά στον Chapman και συγκεκριμένα στο “Chapman strut/Ανάρτηση Chapman/Γόνατο Chapman”: πρόκειται για μία διάταξη ανεξάρτητης ανάρτησης για τον πίσω άξονα, κατά βάση ελαφριών αγωνιστικών ή road legal «αγωνιστικών/σπορ» κατασκευών. Και εδώ όπως στο MacPherson έχουμε κατακόρυφο γόνατο, αλλά η διαφορά εδώ είναι πως στο παιχνίδι μπαίνει και το ημιαξόνιο ως ενεργό-δομικό κομμάτι της διάταξης. Η έμπνευση κι εδώ ξεκινάει από το Stout Scrab του 1932, το οποίο διέθετε swing axle -ανεξάρτητη ανάρτηση- πίσω με κάθετα coilover γόνατα, που έπιαναν ψηλά στο χωροδικτύωμα. Όπως είδαμε με τη σειρά του, αυτή η διάταξη ενέπνευσε τον MacPherson για το γόνατο του το 1947, ο οποίος βρήκε λουκούμι τα μεταπολεμικά αυτοφερόμενα αμαξώματα για την ιδέα του, αφού παρείχαν ψηλά και στιβαρά σημεία στήριξης στο πάνω μέρος του γονάτου, κάτι που με τα πλαίσια τύπου σκάλας που κυριαρχούσαν μέχρι τότε δεν ήταν δυνατό.

Ωστόσο, σε αυτό το χρονικό στάδιο ακόμα, το γόνατο MacPherson -συμφωνούν οι ιστορικοί της αυτοκίνησης- δεν είχε ακόμα ιδιαίτερη επιρροή στον Chapman: ρόλο σε αυτό έπαιξε και το γεγονός ότι ενώ δοκίμασε γόνατο MacPherson στον εμπρός άξονα της Lotus 17, δεν του βγήκε το γλυκό και δεν δούλεψε ποτέ σωστά (κόλλαγε το ημιαξόνιο από στατική τριβή και έλλειψη σωστής λίπανσης της διάταξης). Στο κάτω-κάτω τα διπλά ψαλίδια είχαν ως διάταξη ήδη εδραιωθεί στον εμπρός άξονα των  ακριβών για την εποχή τότε μοντέλων. Επίσης σε ένα αγωνιστικό, ένα γόνατο εμπρός απαιτούσε για να δουλέψει σωστά μεγαλύτερο ύψος στο θόλο απ’ ό,τι ήταν διαθέσιμος σε ένα αγωνιστικό μονοθέσιο.

Φτάνουμε λοιπόν στο 1956 κι ενώ στην Ελλάδα τότε χαιρόμασταν που πρώτη φορά είχαν δικαίωμα ψήφου σε εκλογές homo sapiens με ΧΧ χρωμοσώματα, στον πιο παραγωγικό κόσμο ο Chapman χρησιμοποιούσε πίσω άξονα de Dion στα αγωνιστικά του Lotus. Αυτά διέθεταν εγκάρσιες σούστες αρχικά, αλλά αργότερα το γύρισαν σε coilovers. Ο Colin είχε ήδη ξενερώσει με τα μειονεκτήματα του άξονα de Dion, όπως π.χ. η υψηλή μη αναρτώμενη μάζα και η διαφορετική συμπεριφορά του υπό διαφορετικό κάθετο βάρος-φορτίο, δηλαδή όταν το ντεπόζιτο ήταν γεμάτο ή άδειο. Οι πρώτες Lotus 12 της Formula 2 είχαν τέτοιο σύστημα, αλλά σε ένα meeting αυτοκινητόβιων, το 1957, ο Chapman, έτυχε να δει από κοντά την ανάρτηση του γλυκούλικου μοντέλου ονόματι «Goggomobil», η οποία ενώ έμοιαζε με αυτήν του Stout Scarab, εντούτοις ήταν μία πιο απλή έκδοσή του, με τα γυμνά ημιαξόνια να παίζουν τον ρόλο των συνδέσμων ανάρτησης, με τα φορτία της ανάρτησης να περνάνε από τον εσωτερικό σύνδεσμο Cardan της διάταξης. Εντυπωσιασμένος από την απλότητα και το μικρό βάρος του συνόλου, αποφάσισε ότι η ιδέα να χρησιμοποιείς το ημιαξόνιο σε διπλό ρόλο, μετάδοσης και ανάρτησης, μπορεί να επεκταθεί και στα δικά του αγωνιστικά-σπορ αυτοκίνητα: έτσι στην ανανεωμένη Lotus 12 του 1958, η οποία πλέον συμμετείχε κανονικά στην Formula 1, έγινε χρήση της πρωτοποριακής τότε αυτής διάταξης. Όχι φουλ κονσέρβα όμως «ξεπατηκοτούρα», το Chapman γόνατο είχε δύο ουσιώδεις διαφορές: πρώτον καθώς η Lotus 12 είχε εσωτερικά δισκόφρενα δίπλα στο διαφορικό, δεν χρειάζονταν επιπλέον κόντρα-βραχίονες ώστε να παίρνουν τα φορτία αντίστασης της ανάρτησης κατά το φρενάρισμα. Ο Chapman επίσης δεν υιοθέτησε τα τυπικά ημιαξόνια μίας διάταξης swing axle, χρησιμοποιώντας αντ’ αυτής ημιαξόνια με δύο σταυρούς-συνδέσμους. H σύνδεση μεταξύ άκρου αμορτισέρ έγινε με πάκτωση, με επιπλέον δυνατότητα ρύθμιση της κάμπερ. Η χρήση του ημιαξονίου καθαυτού για τον έλεγχο του μετατροχίου (ουσιαστικά της απόστασης τροχού πλαισίου) σήμαινε ότι αυτό είχε σταθερό μήκος, αποφεύγοντας έτσι την ανάγκη επιπλέον συνδέσμων ολίσθησης.

Ο φίλτατος Chapman έκανε αίτηση για πατέντα για το strut του στις 13 Ιουνίου του 1957, δύο μόλις έτη μετά την ίδρυση της Ολυμπιακής Αεροπορίας μας. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε ως διάταξη στη Lotus 16 του 1958, ενώ το 1959 της έκανε ένα πρώτο facelift, προσθέτοντας και ψαλίδι βάσης.  Γενικώς, με μία πρώτη ματιά σε ένα αυτοκίνητο, το Chapman strut αρχικά μπορεί να το μπερδέψει κανείς με γόνατο MacPherson, όμως ο διάολος είναι στις λεπτομέρειες: ο κάτω σύνδεσμος-βραχίονας ενός MacPherson γονάτου είναι αρκετά στιβαρός σε διαστάσεις, αφού αυτός παίρνει το μεγαλύτερο φορτίο, τη στιγμή που στο Chapman γόνατο το πιο στιβαρό κομμάτι που βλέπει κανείς είναι το ίδιο το ημιαξόνιο, συνοδεία απλά ενός λεπτού, πολύ ελαφρύτερου βραχίονα που εμποδίζει τη διάταξη του ημιαξονίου να παίζει μπρος-πίσω.

Φυσικά από την άλλη, το Chapman strut, σε αντίθεση με το γόνατο MacPherson strut, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μονάχα σε κινητήριο άξονα, αφού απαιτεί την ύπαρξη ημιαξονίου: από την άλλη πλευρά το γόνατο του Chapman δεν έχει σχέση με το σύστημα διεύθυνσης, τη στιγμή που, όπως είδαμε, το γόνατο του Chapman χρησιμοποιείται ως ο άξονας περιστροφής του τροχού για το σύστημα διεύθυνσης. Στην πράξη, το γόνατο Chapman ποτέ δεν χρησιμοποιήθηκε σε προσθιοκίνητο ή τετρακίνητο αυτοκίνητο, μονάχα σε πισωκίνητα παρά το γεγονός ότι θεωρητικά δεν υπάρχει τεχνικός περιορισμός στην εφαρμογή του και σε εμπρός κινητήριο άξονα.

Τόση ώρα που μιλάμε για Chapman γόνατο, αναφερόμαστε μόνο σε αγωνιστικά, με τα δρομίσια όμως που έχουν ακόμα μεγαλύτερο ενδιαφέρον τι γίνεται..; Και εκεί η Lotus χρησιμοποίησε την διάταξη μετά την επιτυχημένη δοκιμή της στην αγωνιστική Lotus 12: η Elite, η (πρώτη) Elan και η κεντρομήχανη Europa (πάλι η ορίτζιναλ φυσικά), όλες έκαναν χρήση κάποιας παραλλαγής του γόνατου Chapman: στην Europa μάλιστα, όπου υπήρχε η ανάγκη διαχωρισμού του κινητήρα και του διαφορικού-σασμάν από το πλαίσιο για να μην γίνουν φραπέ οι επιβάτες, τα σινεμπλόκ που χρησιμοποιήθηκαν αύξησαν τον εγκάρσιο τζόγο των ημιαξονίων, κάτι που επέβαλε την χρήση επιπλέον διαγώνιων ράβδων-βραχιόνων προς έλεγχο της εγκάρσιας κίνησης του όλου μηχανικού συμπλέγματος. Παρόμοια προβλήματα είχε και η προσθιομήχανη Elite, όμως καθώς μονάχα το διαφορικό ήταν η πηγή των κραδασμών πίσω, το πρόβλημα είχε αντιμετωπιστεί αποκλειστικά με ειδικής σχεδίασης σινεμπλόκ και χωρίς την ανάγκη επιπλέον συνδέσμου, όπως στην Europa. Κεντρομήχανη ήταν κι η Lotus 18 του 1960, αλλά δεν είχε ψηλό πλαίσιο πίσω για να μπει το κλασικό Chapman γόνατο κι έτσι εδώ απαιτήθηκε περαιτέρω πατέντα: χρησιμοποιήθηκαν κάτω ψαλίδια με coilover, όμως πάνω έγινε αντιστροφή της διάταξης Chapman γονάτου στον κατακόρυφο άξονα κι έτσι τον ρόλο του πάνω ψαλιδιού έπαιζε πάλι το ημιαξόνιο, αποτελώντας έτσι ουσιαστικά μία διάταξη «αντίστοιχου γονάτου Chapman», διάταξη όπου παραλλαγή της οποίας χρησιμοποίησε κι η Jaguar από το 1961 και την E-Type μέχρι, παρακαλώ, και το 2006 (!) στην XK8 και την Aston Martin DB7.

Κι εκεί που θα έλεγε κάποιος ότι μας τελείωσε η ανάρτηση του Colin, έρχονται -ποιοι άλλοι- οι Ιταλοί του Gruppo Fiat-FCA τότε, να βάλουν Chapman γόνατο στην τετρακίνητη έκδοση του Fiat 500X στον πίσω άξονα σε συνδυασμό με πολλαπλούς συνδέσμους (αφού κράτησαν τα MacPherson μπροστά πάλι καλά): το ημιαξόνιο είναι κανονικά μέρος της ανάρτησης και απλά αντί για επιπλέον ψαλίδι ή συνδυασμό επιπλέον ράβδων, προστέθηκαν επιπλέον εγκάρσιοι σύνδεσμοι στην διάταξη. Ιταλοί, πώς μπορείς να μην τους αγαπήσεις…

 

Αρθρογράφος

 

Στους έξι μήνες η αναμονή για το Civic Type R στην Ιαπωνία

Στους έξι μήνες η αναμονή για το Civic Type R στην Ιαπωνία

Οι Ιάπωνες αγοραστές του νέου Honda Civic Type R θα πρέπει να περιμένουν τουλάχιστον έξι μήνες πριν μπορέσουν να παραλάβουν το αυτοκίνητό τους.