Zawieszenie kół

Funkcja

Zawieszenie kół stanowi część układu jezdnego. Składa się ono z następujących elementów:

• koła,
• wsporniki kół,
• łożyska kół,
• hamulce,
• zawieszenie kół,
• wspornik osi,
• zawieszenie (w tym stabilizator),
• amortyzacja,
• przekładnia kierownicza,
• kolumna kierownicza,
• łożyska podzespołów (np. łożyska silnika i skrzyni biegów),
• wały boczne,
• przekładnia osiowa,
• systemy regulacji podwozia.

W samochodzie klasy średniej elementy te stanowią około 20 procent całkowitej masy pojazdu!

Wymienione grupy funkcjonalne stanowią zamknięte systemy. Niemniej muszą być one dokładnie do siebie dopasowane, aby zapewnić optymalne działanie całego podwozia. W ramach podwozia zawieszenie kół musi zapewniać optymalne prowadzenie kół. Stanowi zatem połączenie między powierzchnią styku koła z nawierzchnią a podwoziem pojazdu i przenosi wszystkie siły oraz ruchy z nośnika koła na podwozie. Aby zapewnić bezpieczne zachowanie pojazdu podczas jazdy, proces ten musi przebiegać szybko i bezzwłocznie. W tym celu w zawieszeniu koła stosuje się wahacze z przegubami.

Przeguby kierownicy

Każdy drążek kierowniczy jest wyposażony w co najmniej dwa przeguby. Rozróżnia się przy tym przeguby po stronie karoserii i po stronie koła. 

• Przeguby po stronie karoserii
  W przegubach po stronie karoserii stosuje się gumowe łożyska. Są one wciskane w przeznaczone do tego otwory w drążku kierowniczym. Ruchy odbywają się tutaj w gumie. Ważne jest, aby ani pierścień zewnętrzny, ani tuleja wewnętrzna łożyska gumowego nie mogły się obracać. Można to zapewnić jedynie poprzez bezbłędne połączenie między gumą (korpusem elastomerowym) a metalem. 

  Ponadto ruch obrotowy w tych przegubach jest ograniczony do kąta około ±20 stopni, a ruch pionowy lub poprzeczny – do skoku ±1 milimetra. Zalety tej konstrukcji przegubowej wynikają przede wszystkim z właściwości gumy tłumiących drgania i hałas.
   

• Przeguby po stronie koła Przeguby
  po stronie koła zapewniają połączenie między wahaczem a wspornikiem koła za pomocą przegubów kulowych, które są nitowane do wahacza, przykręcane lub wciskane do obudowy miseczkowej. 

  W przypadku przegubów kulowych przykręcanych wymiana może odbywać się bez konieczności wymiany ramienia. Pozwala to obniżyć koszty naprawy. 

  Przeguby kuliste wbudowane są w drążki kierownicze i dlatego muszą być wymieniane wraz z całym drążkiem. Zaletą tej konstrukcji jest zmniejszenie masy, oszczędność miejsca montażowego oraz większe bezpieczeństwo działania, ponieważ eliminuje się punkty styku. Przeguby kulowe na przedniej osi umożliwiają kołu swobodny ruch w górę i w dół oraz zmianę zbieżności. Dzięki temu mogą one przejmować siły ciągnące, ściskające i poprzeczne oraz przenosić je na wahacze. 

  Przeguby kulowe muszą przejmować wszystkie występujące siły działające na koło, z wyjątkiem sił napędowych i hamujących, dlatego stawiane są im najwyższe wymagania, a mianowicie:

  • stałe momenty obrotowe
  • brak luzu, ponieważ prowadziłoby to do „grzechotania”
  • brak konieczności konserwacji
  • przenoszenie dużych sił
  • kompaktowość, niewielkie rozmiary i lekkość
  • zgodność z przepisami bezpieczeństwa
  • Odporność na czynniki środowiskowe (temperatury od około -40 °C do +80 °C, zanieczyszczenia, sól, uderzenia kamieni i rdzę)

 

Rodzaje kierownic

W zależności od kierunku montażu rozróżnia się drążki kierownicze:

• Wahacze poprzeczne: są one umieszczone poprzecznie względem płaszczyzny koła
• Wahacze wzdłużne: są one umieszczone w kierunku jazdy
• Wahacze złożone: są to dwa wahacze wzdłużne połączone poprzeczną belką

W zależności od pełnionej funkcji wahacze dzieli się na trzy kategorie: 

1. Wahacze
   prowadzące: odpowiadają za prowadzenie koła, nie przenosząc ciężaru pojazdu. Na przeguby wahaczy prowadzących działają głównie siły poziome.
    
2. Wahacze nośne:
   Do tej kategorii należą wahacze, które posiadają dodatkowe punkty przenoszenia sił sprężyn i amortyzatorów, działające pionowo i większe niż siły poziome. Przeguby te, zwane również „przegubami nośnymi”, są zatem większe i bardziej stabilne niż przeguby prowadzące. Zasadniczo każdy wahacz prowadzący może pełnić funkcję wahacza nośnego poprzez odpowiednie zaprojektowanie punktów przyłożenia sił i wzmocnienie konstrukcji.
    
3. Ramiona pomocnicze Zadaniem
   ramion pomocniczych jest łączenie ramion prowadzących i nośnych między sobą lub, w przypadku specjalnych konstrukcji osi, również z wspornikiem koła.
    

Liczba kierownic na przedniej i tylnej osi

Do połączenia wspornika koła z karoserią na przedniej osi zawsze stosuje się wahacze z przegubami kulowymi. Zapewniają one niezbędną swobodę ruchu niezbędną do kierowania kołem. 

Do prowadzenia koła potrzebne są co najmniej trzy wahacze: wahacz dolny, wahacz górny oraz drążek kierowniczy. W konstrukcjach osi z kolumnami zawieszenia do prowadzenia koła wystarczają również dwa wahacze i amortyzator. 

W niektórych konstrukcjach osi stosuje się nawet pięć wahaczy. W tych specjalnych konstrukcjach siły działające na koła są rozkładane na wahacze. W tylnej osi przeguby kuliste nie są absolutnie konieczne. Dlatego też montuje się tu zazwyczaj łożyska gumowe lub przeguby tulejowe. Do optymalnego prowadzenia tylnej osi potrzebnych jest pięć przegubów i pięć wahaczy dwupunktowych.

Ramię zawieszenia koła

Wahacze pełnią zarówno funkcję prowadzenia kół, jak i często przenoszenia sił związanych z zawieszeniem, amortyzacją oraz stabilizatorem. Wykonuje się je ze stali (kutej, odlewanej, blachowej) lub aluminium (kutego, odlewanego ciśnieniowo). W zależności od wymagań konstrukcyjnych stosuje się wahacze dwupunktowe, trzypunktowe lub czteropunktowe. Liczba punktów odnosi się przy tym do miejsc połączeń, jakie posiada dany wahacz. 

Bezpieczeństwo

Zawieszenie ma kluczowe znaczenie dla stabilności jazdy, a tym samym dla bezpieczeństwa pasażerów. Nieprawidłowe działanie lub awaria któregokolwiek z elementów zawieszenia może mieć znaczący wpływ na bezpieczeństwo jazdy pojazdu – a nawet stanowić zagrożenie dla życia i zdrowia. 

Aby zapobiec wszelkim zagrożeniom, ważne jest, aby prace przy układzie zawieszenia wykonywał wyłącznie przeszkolony personel. Powinien on regularnie sprawdzać wszystkie elementy. Należy przy tym zwrócić szczególną uwagę na szczelność gumowych osłon na przegubach oraz na to, czy luz osiowy sworzni kulowych jest zgodny z zaleceniami. 

Konieczne jest stosowanie produktów renomowanych dostawców oryginalnego wyposażenia (OE)!

Utrzymanie wartości

W nowoczesnych pojazdach stosuje się najnowsze technologie. Gwarantują one długą żywotność elementów zawieszenia, co pozytywnie przekłada się na niezawodność pojazdu, a także przyczynia się do utrzymania jego wartości.

Ochrona środowiska

Zastosowanie przegubów ze smarowaniem dożywotnim pozwala oszczędzać zasoby i zapobiega zanieczyszczeniu środowiska spowodowanemu nadmiernym smarowaniem.