Części i regeneracja

Przeciętny użytkownik samochodu postęp w motoryzacji ocenia na podstawie zmian wizualnych, osiągów pojazdu i jego funkcjonalności. Dla osób bardziej znających się na rzeczy bardziej istotne są pytania, z jakich podzespołów samochód jest zbudowany, jakie zastosowano w nim rozwiązania technologiczne. Tym razem przyjrzymy się rozległej dziedzinie, jaką jest budowa i rodzaje zawieszeń pojazdów.

Przypominamy, że układ hamulcowy i zawieszenie to nasz temat miesiąca w styczniu.

Autorem tekstu jest Leszek Zegrodnik, specjalista ds. współpracy z warsztatami w Auto Partner S.A.

Na początek garść informacji, które usystematyzują nam pojęcie zawieszenia pojazdu samochodowego. Otóż, czym jest zawieszenie? Najprościej mówiąc jest to zespół elementów, który łączy koła z nadwoziem pojazdu. Ze względu na rodzaje zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych oraz stopień ich skomplikowania skupimy się na podstawowych informacjach dot. obowiązujących podziałów w tej dziedzinie.

Zawieszenia ze względu na budowę możemy podzielić na sztywne i sprężyste. Te pierwsze dziś nikogo nie interesują, ponieważ jedynym elementem podatnym była opona, która sama nie zapewniała oczekiwanego komfortu. W tych drugich o dalszym podziale decyduje rodzaj zastosowanej konstrukcji, która wpływa na wzajemne działanie kół jednej osi lub jego brak.

I tam mamy zawieszenia zależne (np. sztywny most), półzależne (np. belka skrętna lub resor piórowy poprzeczny) i niezależne (np. kolumna McPhersona).

Zawieszenie kolumnowe

Najpopularniejszym aktualnie ze względu na koszty produkcji, trwałość oraz eksploatację jest zawieszenie zbudowane z dwóch zwrotnic kolumnowych zawierających amortyzatory, wahacze poprzeczne i jest to tzw. kolumna McPhersona. Ten rodzaj zawieszenia został nazwany na cześć jego konstruktora – amerykańskiego inżyniera General Motors – Steele McPhersona.

Niewątpliwą zaletą popularnych „kolumn” jest po prostu mała waga układu, jego prostota budowy i sam fakt, że kolumna McPhersona spełnia funkcję elementów nośno-amortyzujących. Kolejną zaletą McPhersonów jest to, że zajmują zdecydowanie mniej miejsca niż na przykład zawieszenie wielowahaczowe.

Oczywiście zawieszenie kolumnowe ma również swoje wady. Główną wadą układu jest po prostu jego podatność na zbyt duże obciążenia. Z drugiej strony nie należy jednak demonizować. Z powodzeniem układ McPhersona z regulowanymi amortyzatorami sprawdza się w samochodach startujących w mistrzostwach świata w rajdach samochodowych i nikt aktualnie nie zamierza nic zmieniać. Zawieszenie zbudowane na bazie kolumn prowadzących to rozwiązanie stosowane jest obecnie najczęściej przy konstrukcji zawieszenia przedniego. Warto jednak pamiętać, że ten rodzaj zawieszenia można również stosować w tylnej osi pojazdu dla pojazdów z napędem przednim.

Belka skrętna

W przypadku zawieszeń osi tylnej pojazdów, należy zwrócić uwagę, że duży udział na rynku aktualnie eksploatowanych samochodów osobowych zajmuje inny rodzaj zawieszenia, a mianowicie belka skrętna.

Belka skrętna to nic innego jak pod pewnymi względami bardzo prosta aczkolwiek specyficzna konstrukcja. Dlaczego? Otóż w belce skrętnej dwa wahacze wleczone połączone są za pomocną poprzecznej belki. Konstrukcja jest lekka, mała i zwarta między innymi za sprawą możliwości wyeliminowania sworzni czy drążków stabilizatora. Takie rozwiązanie eliminuje elementy, najbardziej podatne na zepsucie w zawieszeniu. Ponadto dzięki belce skrętnej tylne zawieszenie pojazdu zapewnia duży skok kół w porównaniu chociażby z zawieszeniem wielowahaczowym. Poza tym przy zastosowaniu belki skrętnej pod samochodem zostaje więcej miejsca, które można wykorzystać na przykład na większej pojemności bagażnik. Wszystko oczywiście uzależnione jest od rodzaju nadwozia pojazdu i jego kształtu.

Belka skrętna ma też oczywiście swoje wady. Zastosowanie jej w pojeździe mechanicznym powoduje, że niestety wszelkie drgania wynikające z nierówności nawierzchni przenoszone są bezpośrednio na nadwozie pojazdu. Ponadto belka skrętna nie daje takiej możliwości regulacji zawieszenia jak zastosowanie konstrukcji wielowahaczowej. Warto w tym miejscu zwrócić uwagę na jeszcze jeden aspekt zastosowania belki skrętnej. Niestety w przypadku nawet drobnego uszkodzenia, sugeruje się wymianę całego zespołu, czyli belki skrętnej wraz z wahaczami wleczonymi. Praktyka warsztatowa pokazuje jednak, że nie jest to regułą.

Zawieszenie wielowahaczowe

Kolejnym rodzajem zawieszenia stosowanym powszechnie w pojazdach zarówno na przedniej, jak i na tylnej osi jest zawieszenie wielowahaczowe. Wbrew wielu opiniom, nie jest to rozwiązanie ostatnich kilku lat. Wielowahaczowe konstrukcje pojazdów mają już ponad 50 lat, a pionierami w ich zastosowaniu byli Japończycy. Niemniej jednak w naszym kraju panuje dziwne przekonanie o wyjątkowości tego rozwiązania technologicznego. Zawieszenie wielowahaczowe posiada oczywiście jedną zasadniczą zaletę – mianowicie daje komfort użytkowania pojazdu, nie mniejszy niż samochody z zawieszeniem hydropneumatycznym.

Układ cechuje jednak pewien poziom skomplikowania konstrukcji. Jak sama nazwa wskazuje ten rodzaj zawieszenia składa się z wielu wahaczy. Zazwyczaj dwóch, trzech a nawet czterech, gdzie ostatni wahacz pełni funkcję podtrzymująco-stabilizującą. Kolumna resorująca i amortyzująca w tego typu rozwiązaniu wsparta jest na wahaczach poprzecznych. Zasada działania układu jest następująca: ruch pionowy odbywa się w oparciu o oddziaływanie wszystkich wahaczy, wahacz dolny odpowiada za pracę zawieszenia, górny natomiast stanowi element spajający (stabilizujący) całość. Niewątpliwą zaletą tej konstrukcji jest lepsza zwartość zawieszenia i przez to również stabilność oraz przyczepność kół z podłożem. Zastosowanie układu wielowahaczowego z tyłu w miejsce belki skrętnej dalej lepszą precyzję prowadzenia, lepszą przyczepność i co ważne eliminuje podatność zawieszenia na skręcanie.