Jak działa zawieszenie samochodu

 

Zawieszenie: podstawowe informacje
 

Wraz z rosnącą mocą silników i prędkościami osiąganymi przez samochody podczas projektowania nowych pojazdów szczególną uwagę przykłada się do rozwoju układu zawieszenia. Również w przyszłości zawieszenie będzie odgrywało coraz większą rolę. Wynika to z faktu, iż podwozie, a przede wszystkim amortyzatory i sprężyny stanową ogniwo łączące zawieszenie koła z karoserią, zapewniając możliwie najlepszy kontakt z podłożem. Poniżej – w prosty sposób – przedstawiono funkcjonowanie układu zawieszenia.
 

Zawieszenie: przyczepność do podłoża – trakcja - komfort
 

Zawieszenie pojazdu jest elementem łączącym karoserię z drogą. Jego zadaniem jest redukowanie w sposób możliwie jak najbardziej kontrolowany wszelkich wahań koła i karoserii wynikających z nierówności drogi lub zmiany kierunku jazdy. Przekazywanie tych wahań na karoserię musi być maksymalnie ograniczone w celu zmniejszenia kołysania, drgań oraz utraty kierunku prowadzenia, a także zapewnienia optymalnej przyczepności i trakcji przy minimalnym poślizgu. W skład układu zawieszenia wchodzi wiele różnych elementów, między innymi są to poduszki mocowania amortyzatora, sprężyny, amortyzatory, drążki łączące, stabilizatory, mocowanie osi i koła, łożyska kół, wahacze poprzeczne i podłużne, hamulce, felgi, napęd osi oraz układ kierowniczy.


Sprężyny zawieszenia: zadanie i funkcjonowanie
 

Sprężyny zawieszenia pochłaniają nierówności na drodze. Nierówności te przekształcane są w wahania i drgania. Sprężyna jest ważnym ogniwem łączącym poszczególne elementy zawieszenia. W pojeździe łączy tzw. masę nieresorowaną i resorowaną. Do masy nieresorowanej należą wszystkie elementy znajdujące się pomiędzy sprężyną a drogą, a więc koła, hamulce, mocowanie koła oraz elementy układu kierowniczego. Wszystkie pozostałe elementy pojazdu określane są mianem masy resorowanej. Zalicza się tu karoserię, układ napędowy oraz pozostałe elementy zawieszenia koła i układu kierowniczego. Dla komfortu resorowania pojazdu podstawowe znaczenie ma zasada: im mniejszy stosunek pomiędzy masą nieresorowaną a resorowaną, tym wyższy komfort. Sprężyny zawieszenia wpływają na komfort wraz z innymi elementami pojazdu: stabilizatorami, oponami oraz fotelami.


Amortyzatory: zadanie i funkcjonowanie
 

Amortyzator redukuje oraz niweluje wahania i drgania sprężyny. Dlatego w języku fachowym jest nazywany amortyzatorem drgań. Amortyzator dzięki tarciu cieczy przekształca energię kinetyczną w cieplną. We wnętrzu amortyzatora przepływ oleju ograniczany jest przez zawory. Zawory te są tak dobierane, by wahania sprężyny natychmiast były redukowane. Amortyzator w trakcie pracy może rozgrzać się do temperatury 100–120°C.


Interakcja pomiędzy sprężynami a amortyzatorami
 

Podczas przejeżdżania przez przeszkody pierwszym elementem przejmującym obciążenie jest sprężyna. Jej praca nie może być ograniczana przez zbyt wysoką siłę tłumienia amortyzatora. W trakcie pokonywania przykładowo garbu poprzecznego koło jest wciskane przez przeszkodę w nadkole. W tym momencie sprężyna jest ściskana, a amortyzator pracuje w tzw. fazie dobicia. Po skompensowaniu przez sprężynę przeszkody amortyzator musi wyhamować sprężynę rozciągającą się z dużą siłą. Wtedy amortyzator pracuje w tzw. fazie odbicia. W trakcie fazy dobicia (ściskanie sprężyny i amortyzatora na przykład podczas przejeżdżania poprzecznego garbu) wykorzystuje około 25% siły tłumienia, natomiast w trakcie fazy odbicia (rozciąganie sprężyny i amortyzatora) wykorzystuje około 75% siły tłumienia.
Wniosek: Twardsza sprężyna (sprężyna sportowa lub obniżająca zawieszenie) pracuje optymalnie tylko z odpowiednim amortyzatorem wyczynowym lub sportowym.


Amortyzatory olejowe
 

W motoryzacji amortyzatory olejowe wykorzystywane są jeszcze tylko w niewielkim stopniu. Z punktu widzenia techniki amortyzator taki nie jest najlepszym rozwiązaniem, ponieważ olej zawiera ok. 10% powietrza. Podczas obciążenia cząsteczki oleju i powietrza oddzielają się (zjawisko pienienia / kawitacji), a przez to dochodzi do wyraźnego spadku siły tłumienia. Podczas dłuższej jazdy drogowej (np. autostradą) możliwy jest spadek siły tłumienia nawet o 35%. Prowadzi to do pogorszenia przyczepności kół do podłoża. Amortyzator odzyskuje swoją pełną siłę tłumienia dopiero po dłuższym spoczynku i dopiero wtedy pojazd ponownie posiada pierwotną charakterystykę prowadzenia.


Amortyzatory gazowe
 

W przypadku amortyzatorów gazowych nie dochodzi do opisanej wcześniej utraty siły tłumienia. Olej znajduje się pod stałym naciskiem azotu, a dzięki temu unika się pienienia oleju – również pod dużym obciążeniem. Dlatego też można bardziej precyzyjnie zdefiniować charakterystykę prowadzenia pojazdu. Jest on stabilne we wszystkich warunkach, co daje wyraźne korzyści w zakresie bezpieczeństwa. Amortyzatory gazowe produkowane są w wersji jedno- i dwururowej. Sprawdzone rozwiązanie dwururowe jest tańszą alternatywą przy zachowaniu najwyższego poziomu technologii. Natomiast amortyzatory jednorurowe wykorzystywane są w motosporcie oraz w seryjnych samochodach sportowych. Większa powierzchnia robocza tłoczyska amortyzatora zapewnia większą siłę tłumienia oraz lepszą kontrolę nad pojazdem. Optymalne odprowadzanie na zewnątrz energii cieplnej pozwala na stałe utrzymanie wysokiej wydajności, a stabilna konstrukcja daje najwyższe rezerwy bezpieczeństwa przy różnych sposobach montażu (np. rozwiązanie Upside-Down, czyli odwrócone amortyzatory).


Ogólne zasady:
 

Jeżeli pojazd fabrycznie jest wyposażony w amortyzatory olejowe, wymiana na amortyzatory gazowe (BILSTEIN B4) pozwala na poprawę stabilności prowadzenia, przyczepności, komfortu i bezpieczeństwa. Pojazdy wyposażone seryjnie w amortyzatory gazowe zachowują swoją charakterystykę prowadzenia tylko wtedy, jeżeli podczas wymiany amortyzatorów zostaną ponownie zamontowane amortyzatory gazowe. Zmiana na jednorurowe amortyzatory gazowe (np. BILSTEIN B6) wpływa na poprawę prowadzenia pojazdu, a dzięki wyższej sile tłumienia zapewnia więcej bezpieczeństwa i daje większą przyjemność prowadzenia – również pod większym obciążeniem (np. wysokie nadwozie, samochód wyposażony w instalację gazową lub holowanie przyczepy).

Korzystanie ze strony oznacza zgodę na wykorzystywanie plików cookie, niektóre mogą być już zapisane w przeglądarce. Więcej informacji można znaleźć w polityce prywatności.