Wiadomo ogólnie, że zjawisku przemieszczania jednego obiektu względem drugiego, gdy między nimi występuje kontakt i siła dociskająca je do siebie, towarzyszy siła tarcia. Jednym ze skutecznych sposobów ograniczania tego zjawiska jest stosowanie łożysk. W konstrukcjach pojazdów samochodowych stosowane są zarówno łożyska ślizgowe, jak i toczne. Zasada działania łożysk ślizgowych oparta jest na zminimalizowaniu współczynnika tarcia pomiędzy stykającymi się powierzchniami współpracujących elementów poprzez dobór odpowiednich materiałów i rozdzielenie ich i zapewnienie współpracującym powierzchniom właściwego smarowania. Zasada działania łożysk tocznych oparta jest z kolei na wykorzystaniu i umieszczeniu pomiędzy poruszającymi się względem siebie powierzchniami trącymi elementów obrotowych, dzięki czemu jedna powierzchnia może toczyć się po drugiej.

Łożysko toczne przede wszystkim związane jest z ruchem obrotowym i wykorzystywane jest najczęściej przy podpieraniu obracającego się wału. Konstrukcja łożyska tocznego składa się z:
- pierścienia zewnętrznego,
- kosza na elementy toczne,
- pierścienia zewnętrznego.

Największą zaletą łożyska tocznego jest fakt, iż występuje w nim niemal wyłącznie tarcie toczne na skutek toczenia się kulek lub rolek po bieżni łożyska. W stosunku do łożysk ślizgowych, w łożyskach tocznych opór wytwarzany wraz z wzrostem obciążenia wzrasta znacznie wolniej. Kolejną zaletą stosowania łożysk tocznych w stosunku do łożysk ślizgowych jest brak konieczności smarowania ciśnieniowego. Łożyska toczne mają różne konstrukcje, wynikające przede wszystkim z ich przeznaczenia i rodzaju przenoszonych obciążeń. Najważniejsze kryterium podziału łożysk tocznych wynika jednak z rodzaju i układu elementów tocznych. Ze względu na kierunek działania siły obciążającej łożyska dzielą się na:
- poprzeczne,
- wzdłużne.

Ze względu na budowę łożyska rozróżnić można konstrukcje:
- kulkowe, walcowe, baryłkowe i igiełkowe,
- jedno- lub dwurzędowe,
- jedno- lub dwukierunkowe.

Spośród wszystkich łożysk tocznych stosowanych w konstrukcjach pojazdów samochodowych najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem jest łożysko kulkowe. Niemniej, w całej budowie pojazdów samochodowych stosowana jest znaczna różnorodność konstrukcji łożysk tocznych. W układzie zawieszenia łożyska toczne stosowane są choćby w wahaczu. Najczęściej stosowane jest tu łożysko stożkowe lekkiej konstrukcji. Łożyska mają w tym przypadku charakter zintegrowany z elementem wahacza i same nie podlegają wymianie. Kolejnym elementem zawieszenia, w którym stosowane są łożyska toczne jest amortyzator. Jego trzpień wyposażony jest zwykle w łożysko kulkowe. Również i w układzie kierowniczym wykorzystuje się łożyska toczne. Stosuje się je w kolumnie kierownicy i tu wykorzystuje się łożyska kulkowe lub igiełkowe. Łożyska kulkowe i igiełkowe stosowane są również w samej przekładni kierowniczej.

Oczywiście, najwięcej łożysk tocznych znajduje zastosowanie w układzie przeniesienia napędu. Do podparcia wałka sprzęgłowego stosuje się łożyska kulkowe jedno- i dwurzędowe lub stożkowe. Łożysko oporowe sprzęgła ma budowę wzdłużnego łożyska kulkowego. Z kolei koła zębate skrzyni biegów łożyskowane są na łożyskach igiełkowych, a wałek pośredni na łożyskach kulkowych, igiełkowych lub walcowych. Łożyska stożkowe zdominowały natomiast konstrukcje mechanizmu różnicowego. Do półosi napędowych wykorzystuje się najczęściej łożyska kulkowe. W tylnym moście napędowym znajdują zastosowanie zwykle łożyska stożkowe, walcowe, rzadziej kulkowe i igiełkowe.

Również i w samym osprzęcie silnika można doszukać się znacznej różnorodności konstrukcyjnej łożysk tocznych. W pompie cieczy chłodzącej stosuje się łożyska kulkowe lub walcowe. Do wentylatora wykorzystuje się konstrukcje kulkowe. Alternator wyposażony jest w łożyska kulkowe. Również kulkową konstrukcję łożyska tocznego zastosowano w pompach paliwowych. Łożyska toczne do prawidłowej i bezawaryjnej pracy wymagają smarowania. Nie jest ono jednak, tak jak w przypadku łożysk ślizgowych, ciśnieniowe. W mechanizmach zamkniętych, takich jak skrzynia biegów czy most napędowy, wystarczy smarowanie niewielkimi ilościami oleju. W przypadku łożysk stosowanych w konstrukcji pojazdu, w których łożysko narażone jest na działanie czynników zewnętrznych, konieczne jest smarowanie smarem stałym i zabezpieczenie łożysk odpowiednimi osłonami przed różnego rodzaju zanieczyszczeniami.

W przypadku łożysk umieszczonych w podwoziu pojazdu, w sytuacji, gdy pracują one w zmiennych temperaturach otoczenia, konieczne jest stosowanie specjalnych smarów, zapewniających właściwe smarowanie zarówno w niskich (przy choćby częściowej tylko płynności smaru), jak również w wysokich temperaturach (nie powodując wypłynięcie smaru z obudowy). Obecnie stosowane w konstrukcjach pojazdów samochodowych łożyska zaopatrzone są w ładunek smaru wystarczający na cały okres eksploatacji pojazdu. W praktyce łożyska coraz częściej zintegrowane są z częścią konkretnego mechanizmu (np. z piastą koła), dzięki czemu uzyskuje się zmniejszenie masy całego podzespołu. Ponieważ łożyska toczne są elementami współpracującymi w powiązaniu z innymi częściami pojazdu, do ich montażu i demontażu konieczne są specjalistyczne przyrządy. Montaż łożyska z otworem walcowym wykonuje się przy użyciu prowadzących tulei montażowych i lekkich młotków lub z wykorzystaniem odpowiedniej prasy. Do demontażu łożyska wykorzystuje się z kolei specjalne ściągacze. Przy demontażu łożysk należy oddziaływać siłą bezpośrednio na osadzony pierścień łożyska. Niedopuszczalne jest oddziaływanie siłą ściągającą na elementy toczne lub na drugi pierścień łożyska. Zużycie lub uszkodzenie łożyska tocznego rozpoznać można po hałaśliwej pracy, oporach występujących w trakcie pracy oraz po wyczuwalnych luzach wewnętrznych.

mgr Andrzej Kowalewski