Układ zawieszenia w samochodach osobowych

układ zawieszenia w samochodach

Zawieszenie samochodowe stanowi układ, jakiego misją jest realizacja sprecyzowanych jasno zadań. Przede wszystkim jest to utrzymywanie nadwozia na określonej wysokości nad szosą, przenoszenie sił, które wytwarzają się w trakcie przebywania nierówności, zakrętów czy też w trakcie hamowania.

Jej zadaniem jest także poprawa komfortu osób podróżujących autem poprzez znaczące ograniczenie wstrząsów. Ujmując to z perspektywy konstrukcyjnej, zawieszenie to zespół sztywnych i sprężystych elementów, jakie łączą koła z nadwoziem.

Geneza układu zawieszenia

Jako że niejednokrotnie założenia zawieszenia są ze sobą dość sprzeczne, skonstruowano w tej dziedzinie wiele rozwiązań, dążących do jak najlepszego zespolenia tych cech. Generalnie, na przestrzeni dziejów układ ten przeszedł całkiem sporą ewolucję. Doskonałym tych przemian zobrazowaniem są na przykład zawieszenia zależne – niegdyś były one stosowane powszechnie, zaś dzisiaj można je odnaleźć jedynie w konstrukcji samochodów ciężarowych, terenowych, a także dostawczych.

Układ zawieszenia w samochodach

Jeżeli chodzi o samochody osobowe, to na przedniej osi z reguły w dzisiejszych czasach stosuje się zawieszenia niezależne, a na osi tylnej niezależne bądź na belce skrętnej, zwane zazwyczaj półzależnym. Ta różnica konstrukcji zawieszeń jest wynikiem konieczności realizacji dodatkowej funkcji w postaci skręcania kół przednich. Powoduje to wymóg zbudowania takiego układu, który umożliwiałby obrót przednich kół wokół osi zbliżonej do poziomej. Najczęściej stosowane rozwiązania to zastosowanie układu dwóch wahaczy poprzecznych, kolumny typu McPherson albo układu wielowahaczowego.

układ zawieszenia - resory piórowe
układ zawieszenia – resory piórowe to pierwsze rozwiązania gwarantujące wysoki komfort

Układ wahaczy poprzecznych

Pomijając pewne pradawne rozwiązania, takie jak chociażby układ dwóch resorów poprzecznych, najstarszym aktualnie stosowanym rozwiązaniem jest układ dwóch wahaczy poprzecznych (jeżeli chodzi o niezależne zawieszenia przednie). Owe wahacze pełnią funkcję nośną, a obok nich montuje się amortyzator. Funkcję elementów sprężystych realizują zazwyczaj sprężyny śrubowe.

układ zawieszenia - wahacze poprzeczne
układ zawieszenia – wahacze poprzeczne

W pewnych dostawczych autach i niektórych samochodach osobowych starszej daty napotkać można elementy sprężyste w formie resorów poprzecznych albo wzdłużnych drążków skrętnych. Teraz ten typ konstrukcji stracił na popularności, niemniej utrzymali się jeszcze na rynku producenci samochodów, który stosują je do tej pory nawet w swoich najnowszych samochodowych kreacjach, na przykład Honda.

Kolumna McPherson

Wartym szczególnej uwagi rozwiązaniem jest kolumna McPherson, gdyż w dużym stopniu zdobyła ona dominację na rynku zawieszeń współczesnych samochodów osobowych, i jest w zasadzie jedyną stosowaną opcją w samochodach niższych klas. Rozwiązanie to w znacznym stopniu uprościło zawieszenie, ponieważ w jednym mechanizmie łączyło ono elementy amortyzacyjne, nośne i zwrotnicze. Ten rodzaj zawieszenia zajmuje także niewiele miejsca, co odgrywa dużą rolę szczególnie przy poprzecznym ustawieniu zespołu napędowego.

układ zawieszenia - kolumna mcpherson
układ zawieszenia – kolumna mcpherson

Podstawowym elementem tej konstrukcji jest amortyzator i nałożona na niego sprężyna śrubowa. Łożysko amortyzatora umożliwia obracanie się kolumny wokół własnej osi, a w związku z tym, umożliwia skręcanie kół. Taką kolumnę sztywno łączy się ze zwrotnicą, a ta z kolei poprzez przegub kolisty łączona jest z wahaczem. Najczęściej jest to wahacz typu „A”, który współpracuje ze stabilizatorem.

Natknąć się można także na rozwiązanie w postaci pojedynczego wahacza poprzecznego, jaki współdziała z drążkiem reakcyjnym. Tę rolę może realizować stabilizator. Oprócz prostej budowy i niskiej awaryjności, do zalet takiego rozwiązania należą także mała masa i niewielkie koszty produkcji. Konstrukcja ta niestety ma też swoje wady. Należą do nich ograniczony skok i brak prostopadłości koła do podłoża przez cały czas pracy. Wprowadza to też pewną trudność w zastosowaniu opon o dużej szerokości.

Układ zawieszenia wielowahaczowego

Niedogodności takich pozbawione jest natomiast rozwiązanie wielowahaczowe. Jest to najlepsze obecnie znane rozwiązanie używane na przedniej osi. Jest to rozwiązanie, które pochodzi z samochodowego sportu. Docenia się je ze względu na prostopadłe położenie koła względem nawierzchni w generalnie wszystkich możliwych warunkach. Nawet w czasie szybkiego wchodzenia w zakręty. Po wprowadzeniu pewnych udogodnień, zaczęto stosować ten mechanizm w zwykłych samochodach.

układ zawieszenia - wielowahacz
układ zawieszenia wielowahaczowego na przykładzie Audi Q7

Jeżeli chodzi o różnicę między tą konstrukcją, a kolumną McPhersona, to podstawowa różnica polega na tym, że rozdzielone zostały funkcje nośne i resorujące. W rozwiązaniu tym za funkcję nośną odpowiada układ wahaczy, zaś za resorującą odpowiadają zainstalowane obok wahaczy sprężyna śrubowa i amortyzator.

Te zalety mają spory wpływ na to, że producenci samochodów coraz częściej decydują się właśnie na to rozwiązanie i na przednich, i na tylnych osiach swoich samochodów. Najczęściej konstrukcje te można odnaleźć w samochodach wyższej klasy, które mają sporą masę i osiągają duże prędkości.

Kierowcy reprezentujący ten segment dostają zarówno bardzo wysoki komfort, jak i swobodną możliwość sportowej jazdy. To, że najczęściej ten typ zawieszenia znaleźć można tylko w droższych samochodach, jest związane z tym, że tego rodzaju mechanizm oznacza wyższe koszty produkcji ze względu na większą liczbę elementów. Na cenę wpływa także to, że aby zmniejszyć masę nieresorowaną, elementy nośne tych zawieszeń wykonywane są ze stopów lekkich, które są po prostu droższe.

Komentarze