Zawieszenia wielowahaczowe

person Redakcja 28/03/2013

Prosta definicja zawieszenia samochodu brzmi następująco: „Zawieszeniem samochodu nazywamy zespół elementów łączących koło pojazdu z nadwoziem”.

Podstawowym jego zadaniem jest odizolowanie nadwozia pojazdu od drgań powstających podczas toczenia się kół po nawierzchni oraz zapewnienie odpowiedniego kontaktu opony z jezdnią.

 

W czasie ruchu pojazdu na zawieszenie działają obciążenia pochodzące od:

 

  • siły ciężkości
  • sił napędowej i hamowania
  • sił reakcyjnych
  • sił poprzecznych powstających w czasie jazdy po łuku.

 

W przypadku przedniej osi zawieszenie musi też umożliwiać skręcanie kół. Na przestrzeni wielu lat konstruktorzy pojazdów podchodzili do tego zadania w rozmaity sposób -początkowo wykorzystując zawieszenia sztywne, później zależne i niezależne. Ze względu na swe zalety najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem stosowanym w konstrukcji samochodów jest zawieszenie niezależne. Jest to najczęściej stosowane rozwiązanie występujące na przedniej osi samochodów osobowych, wielu producentów stosuje je także na osi tylnej.

 

Na przedniej osi możemy rozróżnić trzy podstawowe typy zawieszeń niezależnych:

  • kolumna McPhersona
  • z podwójnymi wahaczami poprzecznymi
  • wielowahaczowe

Dodatkowo, każde z tych rozwiązań może mieć różne warianty konstrukcyjne. Ze względu na stosunkowo prostą budowę najbardziej rozpowszechnione jest zawieszenie oparte na kolumnach McPhersona. Oprócz wielu zalet tego rozwiązania możemy wyróżnić również kilka wad związanych m.in. z przenoszeniem wibracji na nadwozie samochodu lub zachowaniem pojazdu na łukach drogi. Analiza geometrii pojazdu pokazuje, że w czasie ruchów pionowych kół może dochodzić do zmian kątów np. pochylenia koła. Z tego powodu producenci samochodów coraz częściej sięgają po rozwiązania wielowahaczowe. Dzieje się tak zwłaszcza w przypadku pojazdów wyższej klasy, posiadających znaczną masę i mogących rozwijać znaczne prędkości. Ich użytkownicy oczekują ponadto bardzo wysokiego komfortu podróżowania oraz ponadprzeciętnej przyczepności i wyczucia pojazdu.

 

Jak wiele innych nowości wprowadzanych do produkcji, zawieszenie wielowahaczowe wywodzi się ze sportu samochodowego. Zostało ono 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”. Producenci pojazdów stosują je coraz chętniej zarówno na przedniej, jak i tylnej osi.

Typowym przykładem takiego rozwiązania jest przednie zawieszenie samochodu VW Passat B5. Podstawowe elementy wchodzące w jego skład to: dwie pary wahaczy górnych (przedni i tylny) oraz dolnych, dwie zwrotnice, dwa łączniki stabilizatora, amortyzatory oraz sprężyny. Wahacze w tego typu rozwiązaniu wykonane mogą być ze stopów lekkich i posiadać zintegrowane przeguby kulowe w celu zmniejszenia masy elementów. W miejscu mocowania wahacza do nadwozia zastosowano elementy metalowo – gumowe o odpowiedniej konstrukcji, które pozwalają na pewne, założone przez konstruktora, zmiany geometrii koła. Mogą one mieć postać metalowej tulei zawulkanizowanej w gumie, która tłumi drgania i hałas. Bardziej skomplikowana jest konstrukcja tulei wahacza tylnego dolnego. Ma ona postać łożyska hydraulicznego zawierającego membranę z płynem hydraulicznym wewnątrz. Odpowiednia konstrukcja tulei metalowo-gumowych zwiększa stabilność pojazdu w czasie szybkiego pokonywania zakrętów oraz podczas hamowania.

 

Jak łatwo zauważyć w zawieszeniu wielowahaczowym występuje  znacznie więcej  elementów konstrukcyjnych, niż w zawieszeniu McPhersona. Niesie to za sobą większe prawdopodobieństwo wystąpienia usterki. Personel warsztatów powinien posiadać odpowiednie kwalifikacje odnośnie diagnozowania i usuwania usterek pojawiających się w tym typie zawieszenia. Kontroli stanu poszczególnych elementów należy dokonywać w czasie okresowych przeglądów lub kiedy użytkownik samochodu skarży się na stuki czy hałas dochodzący z okolic zawieszenia. Wczesne wykrycie i usunięcie uszkodzeń jest w tym przypadku bardzo istotne, ponieważ poszczególne elementy zawieszenia współpracują ze sobą i usterki jednego z nich mogą powodować szybsze zużywanie się pozostałych. Ponadto utrata parametrów przez choćby jeden wyeksploatowany wahacz może spowodować istotną zmianę geometrii powodującą pogorszenie własności jezdnych pojazdu oraz szybsze i nierównomierne zużycie opon.

 

Pierwszym krokiem przy diagnozowaniu usterek powinna być wzrokowa kontrola poszczególnych elementów. Na tym etapie oceniamy stan osłon gumowych sworzni oraz tulei metalowo – gumowych.

Kolejnym krokiem jest poszukiwanie ewentualnych luzów. Tutaj najlepszą metodą jest badanie podwozia na tzw. szarpaku. Ruchome płyty szarpaka przesuwają koło we wszystkich kierunkach, a diagnosta obserwuje poszczególne elementy pod kątem występowania w nich luzów. O uszkodzeniu przegubu świadczy zarówno luz na nim występujący, jak i skrzypienie pojawiające się przy kręceniu kołami lub przy uginaniu się zawieszenia. Skrzypienie jest pewnego rodzaju wczesnym symptomem sygnalizującym usterkę. Może to oznaczać, że pod osłonę gumową dostała się woda powodując korozję kuli sworznia i przyśpieszając jego zużycie. W czasie badania na szarpaku można też wykryć uszkodzenia tulei metalowo-gumowych.

 

Należy tutaj przestrzec przed zbyt pochopnym stwierdzaniem usterki tych elementów. Dotyczy to zwłaszcza  wspomnianego wcześniej łożyska hydraulicznego występującego w dolnym tylnym wahaczu w samochodzie VW Passat B5. Jego specyficzna konstrukcja pozwala na dość znaczne ruchy wahacza względem nadwozia. Przez niedoświadczonego diagnostę mogą one być zinterpretowane jako uszkodzenie tulei.

 

Stan zawieszenia wielowahaczowego można też sprawdzić bez pomocy szarpaka. Kontrolę przeprowadzamy wymuszając ruch poszczególnych elementów przy pomocy dźwigni, używając na przykład łyżki do opon. Należy to zrobić w sytuacji gdy zawieszenie jest obciążone (korzystając z kanału lub podnośnika najazdowego), oraz gdy jest odciążone (na przykład przy użyciu podnośnika dwukolumnowego). W czasie sprawdzania należy mieć świadomość jakie siły i w jakim kierunku działają na poszczególne elementy. Przykładowo luzy górnych wahaczy w opisywanym samochodzie VW Passat B5 najlepiej „ujawniają” się gdy samochód stoi na kołach i kręcimy kierownicą. Druga osoba może przyłożyć wówczas dłoń do osłon gumowych wahaczy i łatwo wyczuć występowanie luzów na przegubie kulowym. Z kolei dolny przedni wahacz najlepiej jest sprawdzić na podniesionym pojeździe wywierając na jego główkę siłę skierowaną od góry.

 

Po znalezieniu uszkodzonych elementów należy przystąpić do ich wymiany. Pierwszym krokiem przy tej operacji jest precyzyjny dobór nowych części.

 

Firma TRW jest czołowym projektantem i producentem elementów zawieszenia na pierwszy montaż oraz ich dostawcą  na rynek części zamiennych. Na potrzeby tego rynku oferowane są także katalogi umożliwiające  hurtowniom, sklepom i warsztatom właściwy dobór potrzebnych części. Katalogi te występują zarówno w formie papierowej, jak i elektronicznej. Precyzyjny dobór jest bardzo ważny, ponieważ dla danego pojazdu występują elementy mało różniące się na pierwszy rzut oka. Pewne niewielkie zmiany w ich parametrach mogą występować dla danych roczników czy numerów nadwozia. Zarówno użytkownik pojazdu, jak i mechanik dokonujący napraw zawieszenia powinni mieć świadomość, że zawieszenie pojazdu jest układem mającym istotny wpływ na bezpieczeństwo ruchu drogowego. W związku z tym do jego napraw należy stosować elementy pochodzące od renomowanego producenta.

 

Stosowanie tzw. „tanich zamienników” jest wysoce problematyczne zarówno ze względów bezpieczeństwa, jak i jakości samej części, która po znacznie krótszym okresie eksploatacji będzie musiała zostać wymieniona. Mechanik dokonujący naprawy nie powinien ulegać presji klienta i montować elementów używanych, czy też nowych niewiadomego pochodzenia. Należy tutaj zaznaczyć, że obrót używanymi elementami zawieszenia jest w Polsce prawnie zakazany.

 

Można także spotkać się z ofertami regeneracji wahaczy. Montując taką część mechanik nie ma pewności, że regeneracja została wykonana prawidłowo. Firma TRW nie przewiduje regeneracji tych elementów i jest mało prawdopodobne, by nawet dobrze wyposażony zakład przywrócił im pełną sprawność nie posiadając dostępu do części zamiennych o jakości części wykorzystywanych na pierwszy montaż. Nawet elementy pochodzące od renomowanego producenta nie uzyskają przewidywanego okresu eksploatacji, jeżeli są niewłaściwie zamontowane lub użytkowane.

Demontaż i montaż elementów zawieszenia powinien być wykonywany przy pomocy odpowiednich narzędzi. Do rozłączania połączeń stożkowych należy wykorzystywać odpowiednie ściągacze. Użycie łyżek lub ciężkich młotów może doprowadzić do uszkodzeń innych elementów. W opisywanym zawieszeniu samochodu VW Passat w celu wymontowania śruby mocującej górne wahacze konieczne może się okazać użycie specjalnego przyrządu, gdyż śruba jest stosunkowo długa i dość ciasno pasowana w zwrotnicy. Wspomniany wyżej ściągacz umożliwia jej usunięcie bez pracochłonnego demontażu zwrotnicy z samochodu. Czynniki zewnętrzne w postaci wody i soli powodują często jej korozję. Przed przystąpieniem do montażu nowych wahaczy koniecznie należy oczyścić wszystkie powierzchnie, np. na zwrotnicy, do których przylegają gumowe osłony sworzni. Zabezpiecza to przed powstawaniem tzw. efektu kapilarnego odpowiadającego za przedostawanie się wody do wnętrza sworznia.

 

Należy także pamiętać, żeby połączenia stożkowe sworzni dokręcać z zalecanym momentem wykorzystując nowe nakrętki zabezpieczające. Zbyt mocne ich dokręcenie może spowodować duże trudności przy późniejszym demontażu. Śruby mocujące wahacz do nadwozia mogą zostać ponownie użyte pod warunkiem, że nie są uszkodzone i skorodowane. Jednakże z uwagi na to, iż wspomniana śruba mocująca górne wahacze często ulega uszkodzeniu w czasie demontażu, najlepszym wyjściem jest zaopatrzenie się w dostępne na rynku zestawy nowych śrub mocujących. Wszystkie śruby także powinny być dokręcane z odpowiednim momentem. Bardzo istotne jest to, aby dokręcanie śrub mocujących wahacze wykonywane było, gdy zawieszenie jest obciążone masą pojazdu, a koła znajdują się w położeniu naturalnym. Dokręcając je na podniesionym pojeździe, gdy zawieszenie jest maksymalnie rozprężone wprowadzamy do elementów metalowo-gumowych dodatkowe naprężenia skręcające. Powodują one ich przyspieszone zużycie, a niejednokrotnie uszkodzenie nowego elementu już w czasie stawiania pojazdu na kołach. Należy także zwrócić uwagę, aby w czasie montażu nie uszkodzić gumowych osłon przegubów kulistych.

 

Po dokonaniu naprawy należy dokonać kontroli i ewentualnie regulacji geometrii pojazdu. Takie końcowe sprawdzenie pozwoli wyeliminować niesprawny element, który przeoczyliśmy w czasie kontroli (np. nieznacznie ugięty wahacz). Wskazane jest, aby wydając klientowi samochód wyjaśnić, jak wielki wpływ na dużo szybsze zużywanie części ma niewłaściwa eksploatacja pojazdu. Niedopuszczalne jest np. energiczne wjeżdżanie na wysokie krawężniki czy progi zwalniające. Zasada ta dotyczy wszystkich rodzajów zawieszeń, jednak zawieszenia wielowahaczowe są szczególnie podatne na wynikające z takiej niewłaściwej eksploatacji  uszkodzenia.

 

Opisane zostały zasady eksploatacji i napraw zawieszenia wielowahaczowego na przykładzie samochodu  VW Passat B5 – można jednak przyjąć, że w pewnym stopniu dotyczą one innych pojazdów wyposażonych w to rozwiązanie.

 

Na koniec należy wspomnieć o pewnej obiegowej opinii dotyczącej wyjątkowo wysokiej awaryjności zawieszeń wielowahaczowych – zwłaszcza w opisywanym samochodzie VW Passat B5. Jest to spowodowane głównie wykorzystywaniem części zamiennych o niskiej jakości oferowanych na rynku, co negatywnie odbija się na trwałości całego układu. Innymi czynnikami mającymi niekorzystny wpływ na trwałość tych zawieszeń jest bardzo zła jakość dróg w wielu krajach (niestety także w Polsce) oraz błędy popełniane w czasie napraw i eksploatacji. Zastosowanie części zamiennych wysokiej jakości np. pochodzących z firmy TRW, będącej dostawcą tego typu elementów na pierwszy montaż oraz do sieci serwisów autoryzowanych, a także właściwa eksploatacja pojazdu pozwolą kierowcy korzystać z doskonałego komfortu i znakomitych parametrów jezdnych, jakie daje samochód wyposażony w zawieszenie wielowahaczowe.

 

Artykuł sponsorowany przez firmę TRW

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl
 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl
 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl