Serwis pod patronatem magazynu
Na jakość prowadzenia auta i komfort jazdy wpływa mnóstwo czynników wynikających z budowy pojazdu. Zawieszenie jest jednak sprawą kluczową: jak musi być skonstruowane, by zapewnić optymalne warunki?
Producenci samochodów przykładają obecnie gigantyczną wagę do wszelkich elektronicznych gadżetów – prawdopodobnie dlatego, że cały „hardware” został już dopracowany.
Jednak bez podstawowego szkieletu nie byłoby na czym montować tych wszystkich „świecidełek”. Kluczowa w tej dziedzinie jest konstrukcja zawieszenia.
Kiedyś informacje o rodzaju przyjętego układu w konkretnym modelu znajdowały się na szczycie tabelki z danymi technicznymi w reklamowym folderze. Dziś są trudno dostępne. Może dobrze – nikt nie zwraca przecież uwagi na buty, tak długo, jak są wygodne. Dopóki to, czy w tylnym zawieszeniu jest belka poprzeczna, czy układ wielowahaczowy, nie wpływa na ogólne doświadczenie z użytkowanego pojazdu, nie ma problemu.
Może jednak warto przypomnieć sobie, z jakimi rozwiązaniami mamy dziś do czynienia, tym bardziej że dostęp do tego typu informacji, jak już wspomnieliśmy, jest mocno ograniczony?
Oto kilka podstawowych faktów.
Powszechnie stosowany system prowadzenia przednich kół na pojedynczych wahaczach dolnych, amortyzatory w środku sprężyn śrubowych, aktywnie regulowane tłumienie (amortyzatory adaptacyjne), stabilizator poprzeczny dla ograniczenia przechyłów w zakrętach.
Na początek warto zrozumieć różnicę między resorowaniem a tłumieniem. Sprężyny (lub ich odpowiedniki, o czym dalej) mają za zadanie absorbowanie masy pojazdu podczas pokonywania nierówności lub przechyłów (czyli właśnie resorowanie), a amortyzatory dbają o to, by auto wróciło do stabilnej pozycji. Obrazowo – żeby nie podskakiwało jak zabawkowy „resorak”.
Sprawa się komplikuje, jeśli wydajność tłumienia jest niewystarczająca, na przykład w przypadku zużytych amortyzatorów, a kompresja, jak i odbicie zachodzą w sposób coraz bardziej odległy od zamierzonego. To wtedy samochód często wykazuje nieprzyjemne kołyszące się ruchy.
O ile amortyzatory w większości zawieszeń działają na podobnej zasadzie (to mniej lub bardziej zaawansowane hydrauliczne tłumiki), o tyle resorowanie rozwiązywane jest na wiele sposobów.
Konwencjonalne zawieszenie stalowe korzysta z powszechnie znanych sprężyn śrubowych. Wadą sprężyn stalowych jest ograniczona możliwość dostosowania ich twardości do aktualnej masy pojazdu. Można ją w pewnym stopniu dostosować poprzez zmianę napięcia sprężyny, co jednak nie zawsze jest możliwe dla zwykłego użytkownika.
Zawieszenie pneumatyczne (tutaj przykład z Porsche Taycana) na bieżąco dostosowuje twardość sprężyn (w tym układzie miechów) do trybu jazdy i stanu drogi.
Aby zaradzić tym wadom, używa się zawieszenia pneumatycznego: zamiast sprężyny stalowej siłę sprężania generuje się tu poprzez powietrze pod ciśnieniem w zamkniętych komorach (miechach). Dzięki regulowanemu za pomocą kompresora i układów pneumatycznych ciśnieniu można regulować twardość takiego układu, Łatwo jest też wypoziomować pojazd po załadowaniu.
Jest to rozwiązanie drogie, zatem spotykane w wyższych segmentach rynku – a nawet tam często za dopłatą. Lubi też przysparzać problemów w samochodach używanych.
Wczesne zawieszenie niezależne: przednia oś wahacza z resorami piórowymi zamontowanymi poprzecznie do kierunku jazdy w modelu Mercedes-Benz 170 z 1931 roku. Tego typu rozwiązania o dziwo przetrwały niemal do współczesności, stosowano je jeszcze choćby w poprzedniej generacji Corvette (a także w naszym Maluchu).
Kolejną alternatywą jest resor piórowy. Za sprężynowanie odpowiada pakiet prostokątnych profili ze stali sprężynowej, który wygina się pod obciążeniem. Zamiast stali czasami używane są też pióra z tworzyw sztucznych, odpowiednio wzmacniane.
Takie rozwiązanie w samochodach osobowych jest coraz rzadsze (choć stosowano je jeszcze nawet w Corvette C7), ale dzięki prostocie i wytrzymałości nadal jest nie do pobicia np. w pick-upach.
Komfort zawieszenia zależy jednak nie tylko od parametrów sprężynowania, ale także, i to istotnie, od tłumienia i jego regulacji – w szczególności od dopasowania poszczególnych elementów układu.
Systemy tłumiące działają w zasadzie podobnie niezależnie od techniki sprężynowania. W konwencjonalnym tłumiku hydraulicznym tłok znajduje się w cylindrze wypełnionym olejem. Podczas ruchu w górę i w dół tłoka określone otwory zaworowe w tłoku hamują ruch. Ten efekt hamowania jest spowodowany oporem przepływu oleju powstającym podczas przepływu przez otwór zaworowy. Im mniejszy otwór zaworowy i im gęstszy olej, tym większy opór przepływu i tym większe tłumienie.
W adaptacyjnych amortyzatorach otwory zaworowe lub lepkość oleju można zmieniać. W ten sposób zawieszenie można dostosować za pomocą jednego przycisku lub automatycznie do profilu wymagań i sytuacji drogowej – od sportowo-sztywnego po komfortowo-miękkie. Nastawy powinny jednak współgrać ze sztywnością resorowania. Na tym właśnie polega sztuka we właściwym zestrojeniu zawieszenia. Nawet zespoły Formuły 1 mają z tym problemy...
