AutoExpert
Reklama
Reklama

Zawieszenie i układ kierowniczy a poprawne prowadzenie

Preview
Raven Media – Maciej Blum
Maciej Blum
16.2.2021
Reklama
Reklama

Poprawne prowadzenie się samochodu zależy od wielu czynników. Najważniejszymi z nich są jednak zawieszenie i układ kierowniczy. To one bezpośrednio wpływają na to, jak koło przylega do jezdni i jak bezpiecznie porusza się pojazd. Zawieszenie i układ kierowniczy tworzą swego rodzaju ekosystem, w którym uszkodzenie jednego elementu wpływa na działanie pozostałych.

Prawidłową przyczepność opony do podłoża w każdej sytuacji na drodze utrzymuje się dzięki pracy zawieszenia. Składa się ono z wahaczy, przegubów oraz tulei metalowo-gumowych i gumowych. Za swobodne obracanie się koła odpowiadają łożyska, których uszkodzenie także będzie miało wpływ na bezpieczeństwo jazdy.

Jerzy Horbaty z firmy Schaeffler Polska wyjaśnia, że jeśli pojawią się uszkodzenia tych elementów, to pojazd zachowuje się niestabilnie, występują stuki, trzeszczenie i zwiększa się zużycie paliwa. Niestabilność i zużycie paliwa wynikają ze zmiany parametrów geometrii i w zależności, który element jest uszkodzony, może dojść do zmiany kąta pochylenia koła, kąta pochylenia i wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy lub zbieżności kół.

Preview
Jeśli uszkodzenie dotyczy ewidentnego zerwania tulei, możemy wymienić jeden element, o ile drugi nie odstaje od nowego swoją sztywnością. Natomiast jeśli dochodzi do zwiększenia wiotkości tulei wahacza prowadzącego (samochód delikatnie niestabilny), to najlepiej wymienić wahacze prowadzące po obu stronach osi.
Jerzy Horbaty
Schaeffler Polska

Na zachowanie się pojazdu oraz zużycie paliwa i opon ma wpływ nie tylko zużycie elementów układu kierowniczego, elementów stabilizujących i prowadzących koło, ale także elementów resorujących i tłumiących drgania, tj. resorów, drążków skrętnych, sprężyn i amortyzatorów.

Należy pamiętać, że niektóre elementy wizualnie mogą wyglądać na nieuszkodzone, ale ich charakterystyka jest na granicy tolerancji konstrukcyjnej lub ją przekracza. Tak może być z charakterystyką tłumienia amortyzatora, charakterystyką sprężystości elementu resorującego oraz charakterystyką sprężystości i tłumienia tulei metalowo-gumowej.

Musimy pamiętać, że do elementów podwozia zalicza się nie tylko łożyska kół jezdnych, ale także bardzo istotne z uwagi na swoją funkcję łożyska kolumny prowadzącej – kolumny MacPhersona. Zużycie ich będzie skutkowało chociażby nieprawidłowym powrotem kół do jazdy na wprost.

Badając zawieszenie pod kątem prawidłowości przylegania koła do podłoża urządzeniem wykorzystującym metodę Eusama, należy pamiętać, że na wynik ma wpływ nie tylko stan amortyzatora czy elementu resorującego, ale także stan (sztywność) tulei metalowo-gumowej.

Nieprawidłowa sztywność tulei metalowo-gumowej będzie skutkowała zmianami parametrów geometrii zawieszenia i – co szczególnie istotne – podczas pomiaru wszystkie te parametry mogą mieścić się w tolerancji. Natomiast przy dynamicznych zmianach obciążenia parametry geometrii będą wychodziły poza tolerancję i pojazd będzie zachowywał się nieprawidłowo.

Jak należy przeprowadzić wymianę części przy zdiagnozowaniu uszkodzenia elementu na jednej stronie osi? Jeśli samochód ma niewielki przebieg, np. kilka tysięcy kilometrów, pojazd można traktować jako nowy i w związku z tym można w nim wymienić tylko jedną sprężynę zawieszenia lub amortyzator. Natomiast przy większych przebiegach, ze względu na zamianę charakterystyki elementów należy wymieniać je parami (na osi). Drążki kierownicze, końcówki drążków kierowniczych, wahacze starego typu, łączniki stabilizatora i łożyska kół jezdnych możemy wymieniać pojedynczo.

Trochę inaczej należy podejść do zawieszeń wielowahaczowych nowej generacji, w których stosuje się tuleje metalowo-gumowe o zaprojektowanej charakterystyce (VW, Audi). Jeśli uszkodzenie dotyczy ewidentnego zerwania tulei, możemy wymienić jeden element – pod warunkiem, że drugi nie odstaje od nowego swoją sztywnością. Natomiast jeśli dochodzi do zwiększenia wiotkości tulei wahacza prowadzącego (samochód delikatnie niestabilny), najlepiej jest wymienić wahacze prowadzące po obu stronach osi.

Reklama

Elementy sprężyste

Bartosz Sieradzki, CEEU area manager w firmie Arnott Europe zwraca uwagę, na fakt, że elementy zawieszenia pneumatycznego są narażone na negatywny wpływ ujemnych temperatur. W takich warunkach twardnieje nieco guma miechów, co wpływa na jej elastyczność. Jeśli miech ma już swoje lata i występują na nim małe rozdarcia, mróz na pewno przyspieszy proces ich powiększania się i miech może „wystrzelić”. Jeśli zauważymy niewielkie nawet pęknięcia miecha czy miechów, warto doradzić klientowi ich wymianę. Dla doświadczonego mechanika nie powinna ona stanowić zbyt dużego wyzwania, pod warunkiem spełnienia kilku podstawowych wymagań.

Preview
Ponieważ miechy działają zero-jedynkowo, wymiana ich parami nie jest bezwzględnie konieczna, jeśli stan gumowego rękawa, opasek i zaworów jest na tyle dobry, że nie przepuszczają one powietrza. W przypadku marki Arnott wyjątkiem od tej reguły są miechy do Mercedesa W211, które ze względu na ich budowę trzeba wymieniać parami.
Bartosz Sieradzki
CEEU area manager w firmie Arnott Europe

Do podstawowych błędów przy obsłudze zawieszenia pneumatycznego należą:

  • nadmierne rozciągnięcie miecha podczas montażu, co prowadzi do jego nieodwracalnej deformacji lub zniszczenia po opuszczeniu samochodu z podnośnika,
  • wymiana kompresora bez sprawdzenia przyczyny jego przepalenia/zatarcia,
  • niewymienienie przekaźnika sprężarki i/lub niesprawdzenie stanu przewodów dolotowych powietrza,
  • przekręcenie złączki VOSS w obudowie i zerwanie gwintu,
  • brak aktualizacji oprogramowania pojazdu po wymianie kompresora.

Andrzej Wojciech Buczek, doradca techniczny w firmie IHR Warszawa, przedstawiciela marki BILSTEIN w Polsce zwraca uwagę na amortyzatory będące zestawami uznanymi za tuningowe. - Na ofertę BILSTEIN składają się dwie linie amortyzatorów do samochodów osobowych i lekkich dostawczych. Linia Replacement przeznaczona jest do wymiany fabrycznych części. W jej skład wchodzą zarówno amortyzatory B4, sprężyny B3, jak i elementy mocowania oraz osłony B1. Natomiast Performance, to amortyzatory bądź kompletne zestawy o wyższych niż seryjne, parametrach. Tu wiernym odpowiednikiem serii B4 jest B6. Pomimo, że ich budowa oraz montaż nie różnią się od siebie, to zmienia się siła tłumienia. Twardsze zawieszenie zapewnia lepszą przyczepność kół do drogi i zachowanie pojazdu na zakrętach. Zamianę fabrycznego amortyzatora na referencję z serii B6 można uznać za pierwszy stopień tuningu samochodu. Generalnie do zmiany wysokości - obniżenia czy podwyższenia – służy seria BILSTEIN Performance B8. Wyróżnić w niej można linię do obniżania zawieszenia w samochodach osobowych, jak też zmiany liftu (podwyższania) zawieszenia w pojazdach terenowych. W wielu seriach: na przykład w B8 5160 stosowany jest dodatkowy zbiornik oleju, tzw. by-pass, który zwiększa osiągi przy jednoczesnej poprawie chłodzenia oleju. Wymienione przy linii Replacement sprężyny B3 powinny być montowane łącznie z amortyzatorami z tej samej serii. Częstotliwość ich wymiany jest o wiele rzadsza, z reguły podstawą jest uszkodzenie mechaniczne, na przykład pęknięcie, choć należy zwrócić też uwagę na to czy ich sztywność nie uległa zmniejszeniu i zawieszenie nie „siadło”.

Preview
Każdy producent samochodu dopuszcza pewien zakres modyfikacji zawieszenia. BILSTEIN już na etapie projektu nowego modelu pojazdu uzyskuje pełne know-how w jakich granicach można ich dokonać. To ważne, bo każde obniżenie czy podwyższenie auta musi gwarantować  bezpieczne, zachowanie na drodze.
Andrzej Wojciech Buczek
Doradca techniczny w firmie IHR Warszawa,
przedstawiciela marki BILSTEIN w Polsce
Reklama

Łożyska kół

Andrzej Kowalski, specjalista ds. szkoleń produktowych i technicznych w firmie NTN-SNR Polska Sp. z o.o., zwraca uwagę na fakt, że montaż łożysk wydaje się z pozoru łatwą operacją – jednak pod warunkiem, że zostanie przeprowadzony bardzo starannie, a montujący łożyska mechanik wykaże się wiedzą, dzięki której będą one pracowały długo i bezproblemowo oraz nie zostaną uszkodzone już podczas montażu.

Preview
NTN-SNR opracowało system ASB® (Active Sensor Bearing) – technologii umożliwiającej funkcjonowanie wszystkich układów inteligentnych takich jak ABS, ESP, wspomagania ruszania na wzniesieniu, nawigacji. Upowszechnienie jego wykorzystania otwiera bardzo szerokie perspektywy dla sektora części zamiennych.
Andrzej Kowalski
Specjalista  ds. szkoleń produktowych i technicznych
w firmie NTN-SNR Polska

W przypadku łożysk ich uszkodzenie jest łatwe do zdiagnozowania, ponieważ po prostu zaczynają hałasować podczas pracy. Z czasem hałas ten przekształca się w stukanie i wreszcie łożysko ulega całkowitemu zniszczeniu. Niestety, w tym momencie oprócz niego często uszkodzeniu ulegają współpracujące z nim elementy.

Przyczynami powstawania hałasu w pracującym łożysku mogą być:

  • odciśnięcie kulek/wałeczków w bieżniach powstałe przy nieprawidłowym montażu,
  • zużycie kulek i bieżni na skutek nierównomiernego napięcia osiowego wałka osadzonego w łożysku,
  • korozja bieżni lub kulek/wałeczków powstała przez dostanie się wody do wnętrza łożyska,
  • rozwarstwienie zmęczeniowe wynikające ze zbyt dużych obciążeń łożyska,
  • zmęczenie powierzchniowe powstałe przez przegrzanie łożyska lub ubytek środka smarnego,
  • efekt Brinella, czyli odciśnięcie się kulek w bieżni łożyska na skutek długotrwałego nacisku spoczynkowego.

Według NTN-SNR przebieg łożyska w kole może osiągnąć nawet 150 000 km, ale jest przede wszystkim zależny od jego obciążenia stylem jazdy oraz ewentualnych zanieczyszczeń, takich jak sól w zimie lub pył.

Niestety, łożyska potrafią również zużywać się „przed czasem”, np. gdy zostały źle zamontowane. 

Gumy, gumki, gumeczki

Między każdym elementem poruszającym się w zawieszeniu znajduje się przegub w postaci sworznia kulowego, tulei metalowo-gumowej lub tulei gumowej. Elementy te są jednymi z najczęściej i najszybciej zużywających się w zawieszeniach, więc ich wymiana jest czynnością wręcz rutynową w warsztatach samochodowych. W tym miejscu warto zwrócić uwagę na nową „modę” w przypadku tulei gumowych – wykonywanie ich z poliuretanu. Moda ta przyszła ze świata samochodów terenowych. Okazało się bowiem, że podczas jazdy w ciężkim terenie fabryczne tuleje gumowe bardzo szybko ulegały uszkodzeniu. Zaczęto więc eksperymentować z nowymi materiałami. Sukcesem okazało się zastosowanie zamiennych tulei poliuretanowych, które zapewniały znacznie większą żywotność podczas użytkowania w trudnym terenie. Jak objaśnia Krzysztof Staniszewski, Marketing Manager w firmie Tedgum, tuleje poliuretanowe zapewniają bardziej zwartą pracę zawieszenia, większą kontrolę prowadzenia auta, mniejsze momenty bezwładności oraz większą wytrzymałość przy zwiększonych obciążeniach.

Preview
Poliuretan to idealne rozwiązanie do jazdy torowej, driftingu, off-roadu oraz tuningu. Może jednak nie być najlepszym wyborem w przypadku samochodu do jazdy codziennej, od którego oczekujemy komfortu. Dodatkowym „dyskomfortem” w przypadku tulei poliuretanowych może być potrzeba ich okresowej konserwacji, czyli smarowania.
Krzysztof Staniszewski
Marketing Manager w firmie Tedgum

Nie ma jednak róży bez kolców i tak samo jest w tym przypadku. W zamian za wspomniane wcześniej cechy tracimy na komforcie jazdy. Jest to spowodowane charakterystyką sprężystości poliuretanu, która różni się od sprężystości gumy, co z kolej ma wpływ na sposób tłumienia nierówności. Z tego też powodu poliuretan to idealne rozwiązanie do jazdy torowej, driftingu, off-roadu oraz tuningu, natomiast może nie być najlepszym wyborem w przypadku samochodu, którego używamy na co dzień i od którego oczekujemy również wysokiego poziomu komfortu.

Dodatkowym „dyskomfortem” stosowania tulei poliuretanowych może być potrzeba ich okresowej konserwacji, czyli smarowania. O potrzebie smarowania świadczą najczęściej odgłosy piszczenia wydobywające się z zawieszenia podczas pokonywania zakrętów. Jak często zatem trzeba smarować tuleje poliuretanowe? Na to pytanie nie ma jednej dokładnej odpowiedzi, ponieważ potrzeba ta uzależniona jest od tego, jak często i w jakich warunkach użytkowany jest samochód.
Jednak należy też pamiętać, że nawet w samochodach, których używamy do codziennego dojazdu do pracy, można stosować elementy poliuretanowe, które poprawią nie tyle komfort jazdy, co wytrzymałość zawieszenia. Chociaż zawieszenie samochodowe w większości przypadków jest konstruowane z wielką starannością, zdarzają się sytuacje, w których zbyt duże obciążenia powodują szybkie zużywanie się elementów gumowych. Poliuretan sprawdza się też przy montażu drążka stabilizatora. Niektóre samochody mają tendencję do znacznych wychyłów przy pokonywaniu ciasnych zakrętów. W tym przypadku zastosowanie poliuretanu usztywni zawieszenie, zmniejszając wychył na zakrętach. Poliuretany są także stosowane niekiedy w przypadku poduszek silnika. Tego rozwiązania raczej nie proponujemy właścicielom czterech kółek, którzy używają aut do codziennej jazdy, ponieważ poliuretan w poduszce silnika może znacząco wpłynąć na zwiększone przenoszenie drgań na cały pojazd. Rozwiązanie to przynosi korzyść jedynie w przypadku jazdy torowej, gdzie usztywnienie całego silnika pozwala na poprawienie osiągów w zakrętach.

Tuleje poliuretanowe są zazwyczaj dostępne w kilku twardościach, które są podawane w skali Shore A i zawierają się najczęściej w zakresie od 70 do 90 ShA.

Wszystko wymienione – i co dalej?

Tomasz Hurt, technical manager w Delphi Technologies, puentuje, że zawieszenie to złożony system, którego właściwe parametry mają zapewnić bezpieczną jazdę, właściwe zachowanie się pojazdu na drodze i bezpieczne pokonywanie zakrętów. Zaleca się, aby po naprawach zawieszenia dokonać kontroli ustawienia geometrii i przeprowadzić ewentualną korektę.Samo ustawienie zbieżności nie jest wystarczające – konieczna jest kontrola i ustawienie pełnej geometrii, zarówno na osi przedniej, jak i tylnej.

Preview

Luzy w układzie kierowniczym i zawieszeniu powodują utratę prawidłowych ustawień geometrii. Mogą być przyczyną wibracji w układzie hamulcowym i powodować trudniejsze prowadzenie samochodu w zakrętach.  Regularne przeglądy są podstawą aby zapewnić bezpieczną jazdę i wykrycie usterek.

 

Tomasz Hurt
Technical manager w Delphi Technologies

Ustawienie geometrii jest konieczne w przypadku wymiany końcówek drążka i drążków kierowniczych. W przypadku uszkodzenia np. tylko jednej końcówki, zalecamy, aby wymienić komplet końcówek i drążków. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że po wymianie jednej końcówki pozostałe elementy w niedługim czasie również ulegną uszkodzeniu, a ich wymiana będzie się wiązała z koniecznością ponownej regulacji.

Luzy w układzie kierowniczym i zawieszeniu powodują utratę prawidłowych ustawień geometrii. Mogą być przyczyną wibracji w układzie hamulcowym. Warto podczas jazdy zwracać uwagę na stuki dochodzące z zawieszenia, jak również sposób prowadzenia się pojazdu. Luzy w układzie drążka stabilizatora powodują trudniejsze prowadzenie samochodu w zakrętach. Z kolei utrata właściwej zbieżności lub kąta pochylenia koła powoduje utrudnione prowadzenie pojazdu i ściąganie na jedną ze stron. Niewłaściwa zbieżność i kąty pochylenia koła są przyczyną niewłaściwego zużywania się opon, a nawet ich zniszczenia. Niesprawne amortyzatory mogą zaś powodować wydłużenie drogi hamowania i uszkodzenie opon. Regularne przeglądy są podstawą, aby zapewnić bezpieczną jazdę samochodem, a wcześniejsze wykrycie usterki pozwala na zredukowanie kosztów naprawy.

Na podstawie informacji firm: Arnott Europe, Bilstein, Delphi Technologies, NTN-SNR, Schaeffler, Tedgum

Artykuł ukazał się w czasopiśmie
Reklama

O Autorze

Maciej Blum

Redaktor naczelny miesięcznika „autoEXPERT”

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama