Rodzaje zawieszeń stosowanych w samochodach osobowych

, 5 czerwca 2014, 12:49

Zawieszenie samochodu jest układem, którego zadaniem jest realizacja pewnych, ściśle określonych funkcji. Jest to między innymi utrzymywanie nadwozia na określonej wysokości nad jezdnią, przenoszenie sił powstających w czasie pokonywania nierówności, zakrętów czy podczas hamowania. Ma też zapewnić podróżującym odpowiedni komfort poprzez ograniczenie wstrząsów. Z konstrukcyjnego punktu widzenia jest to zespół sztywnych i sprężystych elementów łączących koła pojazdu z nadwoziem. Dążenie do spełnienia wielu, często sprzecznych ze sobą funkcji (np. ,,trzymanie” się drogi i komfort) doprowadziło do powstania wielu różnych rozwiązań tego układu. Znaczna była też jego ewolucja na przestrzeni dziejów samochodu. Przykładowo, często stosowane dawniej zawieszenia zależne, obecnie spotkać można jedynie w samochodach ciężarowych, dostawczych i terenowych.

W przypadku samochodów osobowych na przedniej osi najczęściej stosuje się  zawieszenia niezależne, a na tylnej niezależne lub na belce skrętnej (zwane często półzależnym). Zróżnicowanie konstrukcji zawieszeń przedniej i tylnej osi wynikło z konieczności realizacji dodatkowej funkcji, jaką jest skręcanie kół przednich. Wymusiło to konieczność zabudowania układu zwrotniczego umożliwiającego obrót przednich kół wokół osi zbliżonej do pionowej. Jak wspomniano wcześniej, na przedniej osi stosuje się obecnie tylko zawieszenia niezależne. Najczęściej spotykane rozwiązania to układ dwóch wahaczy poprzecznych, kolumna typu McPherson. lub układ wielowahaczowy.

Pomijając pewne historyczne już rozwiązania (np. układ dwóch resorów poprzecznych) najstarszym stosowanym obecnie typem niezależnego zawieszenia przedniego jest układ dwóch wahaczy poprzecznych. Wahacze te pełnią funkcję nośną, natomiast obok nich jest zamontowany amortyzator. Rolę elementów sprężystych pełnią najczęściej sprężyny śrubowe. W niektórych samochodach dostawczych i starszych osobowych spotkać można elementy sprężyste w postaci resorów poprzecznych lub wzdłużnych drążków skrętnych. Obecnie ten typ zawieszenia jest stosunkowo mniej popularny, jednak są producenci (np. Honda), którzy stosują go z powodzeniem nawet w najnowszych konstrukcjach.

Kolumna McPherson to rozwiązanie zasługujące na szczególną uwagę, ponieważ w znacznym stopniu zdominowało zawieszenia przednie współczesnych samochodów, a w tych należących do niższych klas jest praktycznie jedynym stosowanym  rozwiązaniem. Pozwoliła ona w znacznym stopniu uprościć zawieszenie dzięki połączeniu w jednym zespole funkcji elementu amortyzacyjnego, nośnego i zwrotniczego. Ten typ zawieszenia zajmuje też mało miejsca, co jest istotne zwłaszcza przy poprzecznym ustawieniu zespołu napędowego. Zasadniczym elementem kolumny McPherson jest amortyzator z nałożoną na niego sprężyną śrubową. Jego górne mocowanie (łożysko amortyzatora) umożliwia obrót kolumny wokół swojej osi, a co za tym idzie skręcanie kół. Kolumna taka jest sztywno połączona ze zwrotnicą, a zwrotnica przy pomocy przegubu kulistego z wahaczem. Jeśli chodzi o wahacze współpracujące z kolumnami McPherson, to spotkać tutaj można kilka rozwiązań. Najczęściej jest to tzw. wahacz typu „A” współpracujący ze stabilizatorem.

Spotykane jest też rozwiązanie w postaci pojedynczego wahacza poprzecznego współpracującego z drążkiem reakcyjnym. Rolę drążka reakcyjnego może pełnić stabilizator. Obok wspomnianych zalet jakimi są prosta budowa i wynikająca z niej stosunkowo niska awaryjność, mała masa czy niskie koszty produkcji, rozwiązanie to posiada też pewne wady. Są to ograniczony skok i brak prostopadłości koła do podłoża w całym zakresie pracy. Pojawia się też pewna trudność w zastosowaniu opon o znacznej szerokości.

Wad takich nie posiada zawieszenie wielowahaczowe. Można powiedzieć, że obecnie jest to najdoskonalsze rozwiązanie stosowane na osi przedniej Podobnie jak wiele innych nowości wprowadzanych do produkcji, rodowód zawieszenia wielowahaczowego wywodzi się ze sportu samochodowego. Zostało  tam docenione ze względu na prostopadłe położenie koła do nawierzchni drogi prawie w każdych warunkach – także w czasie szybkiego pokonywania zakrętów. Po zastosowaniu pewnych elementów poprawiających komfort zostało ono przeniesione do zastosowań „cywilnych”.

Podstawowa różnica w porównaniu z kolumną McPherson, to rozdzielenie funkcji nośnej i resorującej. Funkcję nośną pełni układ wahaczy (najczęściej czterech na stronę), natomiast   resorującą zamontowane obok wahaczy sprężyna śrubowa i amortyzator.

Wspomniane wcześniej zalety powodują, że producenci pojazdów stosują to rozwiązanie coraz chętniej zarówno na przedniej jak i tylnej osi. Dzieje się tak zwłaszcza w pojazdach klasy wyższej posiadających znaczną masę i mogących rozwijać znaczne prędkości. Użytkownicy tego segmentu pojazdów wymagają zarówno wysokiego komfortu jak i sportowych własności jezdnych. Fakt, że ten typ zawieszenia rozpowszechnił się głównie w droższych pojazdach wynika głównie z wyższych kosztów produkcji spowodowanych większą liczbą elementów. Ze względu na potrzebę zmniejszenia masy nieresorowanej, elementy nośne tego typu zawieszeń najczęściej wykonywane są ze stopów lekkich, co też zwiększa koszty całego układu.

Obok trzech podstawowych typów zawieszenia przedniego u niektórych producentów można spotkać ich rożnego rodzaju modyfikacje. Modyfikacjom takim najczęściej poddawane są zawieszenia typu McPherson. Można się wówczas spotkać z określeniem pseudo – McPherson.

Modyfikacje takie mogą polegać na zastosowaniu dodatkowego przegubu przejmującego funkcje zwrotnicze od górnego łożyska amortyzatora. Przykładem takich modyfikacji są np. samochody Peugeot 407 czy Nissan Primera. Innym typem modyfikacji jest dodanie górnego wahacza poprawiającego prowadzenie koła i zmniejszającego siły poprzeczne działające na amortyzator. Przykładem takiego rozwiązania są zawieszenia przednie stosowane w samochodach Alfa Romeo.

Jak wspomnieliśmy wcześniej na przedniej osi samochodów osobowych stosuje się praktycznie tylko zawieszenia niezależne. Jedynie w niektórych samochodach terenowych można jeszcze spotkać tzw. sztywny most zawieszony na resorach śrubowych lub resorach piórowych.

Znacznie większą różnorodność zawieszeń można spotkać w tylnych zawieszeniach współczesnych samochodów. Trzy podstawowe rodzaje to zawieszenie zależne, zawieszenie wykorzystujące belkę skrętną i zawieszenie niezależne.

Zawieszenie zależne podobnie jak w przypadku przedniej osi obecnie spotkane jest tylko w samochodach terenowych. Klasycznym przykładem takiej konstrukcji jest sztywny most zawieszony na resorach piórowych stosowany kiedyś w samochodach Polonez. Zastosowanie sprężyn śrubowych zamiast resorów wymagało zabudowania dodatkowych elementów prowadzących w postaci drążków wzdłużnych i np. poprzecznego drążka Panharda.

Podobnie jak kolumna McPherson z przodu w tylnym zawieszeniu na długie lata standardem stała się belka skrętna. Jest to tzw. zawieszenie półzależne, ponieważ w pewnym zakresie umożliwia ruchy kół tylnych względem siebie. Za rozwiązaniem tym przemawia duża prostota, a co za tym idzie niskie koszty budowy i napraw. Rolę elementu resorująco-tłumiącego może tutaj pełnić konstrukcja przypominająca kolumnę McPherson czyli amortyzator z nałożoną na niego sprężyną śrubową. Podzespół ten nie realizuje jednak funkcji nośnych i zwrotniczych. W innych rozwiązaniach amortyzator (najczęściej zamontowany skośnie) znajduje się obok sprężyny. Jedynym obok amortyzatorów i sprężyn miejscem w którym występują elementy podatne na zużycie eksploatacyjne jest mocowanie belki do nadwozia. Stosuje się tam tuleje metalowo-gumowe posiadające stosunkowo wysoką trwałość.

Jeśli chodzi o tylne zawieszenia niezależne, to ilość stosowanych rozwiązań jest ogromna.

Mogą to być wahacze skośne (np. starsze modele Mercedesa czy BMW) lub zespolona belka wykorzystująca jako elementy sprężyste drążki skrętne (typ zawieszenia chętnie wykorzystywany przez producentów francuskich). Podobnie jak w przypadku przednich zawieszeń obecnie coraz popularniejsze staje się stosowanie rozwiązań wielowahaczowych. Przemawia za tym doskonałe prowadzenie i wysoki komfort jazdy pojazdu, w którym zastosowano tego typu rozwiązanie. Ilość spotykanych tutaj konstrukcji jest ogromna – różne są rodzaje i kombinacje wahaczy. Także sprężyny i amortyzatory mogą być u poszczególnych producentów zamontowane na różne sposoby.

Na koniec kilka słów należy poświęcić ważnemu elementowi składowemu zawieszenia jakim jest stabilizator. Jego zadaniem jest ograniczenie przechyłów bocznych nadwozia przy pokonywaniu zakrętów. Najczęściej ma on postać metalowego pręta wygiętego na kształt zbliżony do litery U. Na środku zamontowany jest do nadwozia, natomiast końce połączone są z wahaczami lub kolumnami resorującymi przy pomocy tulei gumowych lub tzw. łączników stabilizatora.

Jak łatwo zauważyć ilość rozwiązań stosowanych w zawieszeniach jest ogromna. Wynika to z faktu, że konstruktorzy współczesnych pojazdów starają się przy pomocy różnych koncepcji budowy łączyć pozornie sprzeczne wymagania jakimi są stabilne prowadzenie pojazdu i komfort jazdy. O tym, jak ogromny postęp nastąpił w tej dziedzinie, każdy z nas przekonałby się, gdyby miał okazję przejechania się na tej samej drodze pojazdami, które wprowadzone były do produkcji w odstępie kilkudziesięciu lat. Zakręt, który współczesnym pojazdem pokonujemy bez żadnych problemów, w przypadku starszej konstrukcji (i tej samej prędkości) najprawdopodobniej spowodowałby duże kłopoty. Odpowiednia konstrukcja zawieszenia i zastosowanie do jego budowy wysokiej jakości komponentów  zapewniają zarówno wysoki poziom bezpieczeństwa, jak  i odpowiedni komfort podróżowania.
 

Komentarze

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy, które są wyłącznie prywatną opinią ich autorów. Jeśli uważasz, że któryś z kometarzy jest obraźliwy, zgłoś to pod adres redakcja@motofocus.pl.

Anonim, 2 maja 2018, 17:23 0 0

Renault twingo1 1.2 8v 1998r.gdzie znajduje się drążek stabilizatora bo ja go nie widzę

Odpowiedz