E‑BOOK

Układ zawieszenia to złożony system, na który składają się różne elementy, które współpracując ze sobą, przekładają się na komfort jazdy, stabilność pojazdu, trakcję, a także efektywne przenoszenie sił reakcji związanych z ruchem pojazdu.

Podstawowa klasyfikacja zawieszeń pojazdów

Zawieszenie zależne

Ruch jednego koła ma wpływ na ruch pozostałych kół na tej samej osi. W zawieszeniu zależnym koła połączone są ze sobą, poruszają się razem. To zawieszenie jest prostszym i tańszym w produkcji rozwiązaniem, jednak może mieć negatywny wpływ na komfort jazdy, zwłaszcza podczas jazdy na nierównych drogach.

RPtteizx10Nox

Zawieszenie zależne

Zawieszenie niezależne

Każde koło zawieszone jest indywidualnie, pozwala to na lepsze dostosowanie się do nierówności terenu. Ruch jednego koła nie ma wpływu na ruch pozostałych. Zawieszenie niezależne poprawia komfort jazdy oraz stabilność i trakcję pojazdu.

R1Mlrnlvi3TV8

Zawieszenie niezależne

Zawieszenie półzależne

Pośrednie rozwiązanie między zależnym a niezależnym zawieszeniem. Jako kompromisowe rozwiązanie łączy zalety obu typów zawieszeń. Jedno z kół może poruszać się niezależnie od drugiego, może reagować na nierówności terenu, choć istnieje między nimi połączenie i współpraca.

RIwAkMDjozZOE

Zawieszenie półzależne

Budowa zawieszenia zależnego pojazdu

Sprężyny

Absorbują i przechowują energię podczas nierówności terenu, którą później uwalniają, co przekłada się na komfort jazdy. Wykonane z wysokojakościowych stopów metali lub innych materiałów elastycznych i odpornych na zmęczenie.

Dodatkowo, sprężyny w układzie zawieszenia składają się z:

• helisy (spiralny, skręcony element, główna część sprężyny, najczęściej wykonana jest z pojedynczego i zwiniętego drutu, zapewnia elastyczność i możliwość absorbowania energii),

• cewki (zwiększa stabilność),

• końcówki, zakończonej specjalnymi elementami umożliwiającymi montaż do pozostałych elementów układu zawieszenia.

Sprężyny magazynują energię wytworzoną podczas wstrząsów lub nierówności terenu, następnie uwalniają skumulowaną energię, co przekłada się na pomoc w utrzymaniu kontaktu kół z nawierzchnią, zapewniają komfort jazdy.

Sprężyny jako element układu zawieszenia znajdują zastosowanie w samochodach osobowych, motocyklach, pojazdach terenowych oraz maszynach ciężkich.

Najbardziej powszechne w układzie zawieszenia samochodowego są sprężyny spiralne, zbudowane z drutu w kształcę spirali (proste i skuteczne w absorbowaniu energii wstrząsów).

Sprężyny śrubowe różnią się nieco kształtem od sprężyn spiralnych, charakteryzują się bardziej zwartą konstrukcją.

Do bardziej zaawansowanych i elastycznych należą sprężyny tłokowe, do regulacji twardości i wysokości zawieszenia wykorzystują sprężone powietrze.

Ponadto, ze względu na różne konstrukcje sprężyn, można wyróżnić:

• sprężyny zaworowe (umożliwiają dynamiczną regulację twardości zawieszenia, co do warunków jazdy),

• sprężyny nierównościowe (o nieregularnym kształcie, lepiej reagują na zmienne warunki drogowe),

• sprężyny postępowe (sprężyna staje się twardsza w miarę wzrostu obciążenia, mają zmieniającą się średnicę, umożliwiają lepsze dopasowanie do warunków jazdy),

• sprężyny skrętne (obracają się podczas ruchu kół, przekłada się to na stabilność i komfort),

• sprężyny elektryczne (nowoczesne rozwiązanie w samochodach elektrycznych, regulowane elektronicznie, dostosowują charakterystykę zawieszenia w czasie rzeczywistym).

R1PpmtyaRBPqU

Sprężyny

Amortyzatory

Odpowiadają za kontrolę ruchu sprężyn, przekładają się na płynną jazdę, eliminują nadmierne drgania.

Zbudowane są z:

• tłoka (który porusza się w cylindrze, zapobiega przeciekaniu oleju),

• cylindra (w nim znajduje się olej, który wspomaga amortyzację oraz odpowiada za chłodzenie),

• zaworów (kontrolują przepływ oleju w cylindrze, optymalizują tempo ruchu tłoka w zależności od warunków jazdy),

• sprężyny.

Ruchy zawieszenia wywołane przez nierówności terenu, hamowanie, przyspieszanie, skręcanie pojazdu, generują energię kinetyczną, która absorbowana jest przez amortyzatory. Bez amortyzatorów podczas nierówności na drodze pojazd mógłby podskakiwać i tracić kontakt z nawierzchnią. Amortyzatory zapewniają stabilność pojazdu, eliminują nadmierne drgania oraz pomagają w równomiernym przenoszeniu ciężaru pojazdu w trakcie hamowania, przyspieszenia i skręcania. Podczas pokonywania zakrętów oraz szybkiej jazdy amortyzatory pozwalają na utrzymanie pojazdu w stabilnej pozycji w trakcie jazdy.

Istnieje kilka rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych w amortyzatorach:

• amortyzatory teleskopowe (najbardziej powszechne, zbudowane z dwóch rur, jedna wsuwa się w drugą przy ruchu zawieszenia, wewnątrz rur jest olej, który absorbuje energię kinetyczną),

• amortyzatory tłokowe (jedna rura, w której porusza się tłok, z dwoma komorami oleju, lżejsze niż amortyzatory teleskopowe, co może mieć przełożenie na mniejszą masę pojazdu),

• amortyzatory dwururkowe (dwie oddzielne rury, jedna zawiera tłok, druga tłoczysko, poprawia chłodzenie oleju),

• amortyzatory elektroniczne (wyposażone w elektroniczne układy sterujące),

• amortyzatory pneumatyczne (spotykane w pojazdach o wyższym standardzie, do regulacji twardości i wysokości zawieszenia wykorzystują sprężone powietrze zamiast oleju),

• amortyzatory zintegrowane sprężynami,

• amortyzatory elektromagnetyczne (elektromagnes wykorzystywany jest do regulacji twardości zawieszenia, zmiana pola magnetycznego ma wpływ na lepkość oleju wewnątrz amortyzatora),

• ręcznie regulowane amortyzatory (spotykane w pojazdach sportowych, w których kierowca dostosowuje twardość amortyzatorów do swoich preferencji).

R1MBKJrSNAvvT

Amortyzatory

Wahacz

Metalowy element, najczęściej w formie ramion, łączy koło z resztą układu zawieszenia. Działa na zasadzie elementu zawiasowego, umożliwia kołom ruch w górę i w dół, utrzymując stabilność pojazdu.

Zbudowany jest z dolnej i górnej części, łączącej koło z nadwoziem pojazdu, połączony z resztą zawieszenia za pomocą różnych łączników.

Zasady działania:
Wahacz pozwala na ruch koła w płaszczyźnie pionowej, co umożliwia absorbcję nierówności terenu. Pomaga utrzymać stabilność pojazdu, zarówno podczas jazdy prostolinijnej jak i skręcania. Odpowiedzialny jest za przenoszenie siły i momentu obrotowego między kołem a nadwoziem pojazdu.

Wśród różnych rozwiązań konstrukcyjnych można wyróżnić:

• wahacz prosty (dwuramienny, najbardziej podstawowa konstrukcja),

• wahacz podwójny (trójramienny, posiada dodatkowe trzecie ramię, co może przekładać się na lepszą stabilność pojazdu),

• wahacz McPhersona (wahacz i amortyzator jako jeden zintegrowany element),

• wahacz półniezależny (daje możliwość niezależnego ruchu jednego koła, gdy drugie jest z nim połączone),

• wahacz niezależny (ruch jednego koła nie wpływa na drugie),

• wahacz poprzeczny.

Rodzaj wahacza jest stosowany w zależności do konstrukcji pojazdu, wybór odpowiedniego wahacza ma istotny wpływ na stabilność pojazdu czy komfort jazdy.

RjKktE0BNi58C

Wahacze

Oś koła

Pozwala na obrót koła wokół własnej osi podczas ruchu pojazdu. To niezbędny element odpowiedzialny za skuteczne działania układu zawieszenia, stabilność pojazdu, kontrolę ruchu kół oraz utrzymanie kontaktu z nawierzchnią.

Oś koła składa się z:

• wału (oś obrotu koła),

• łożyska (daje możliwość płynnego obrotu wału osi koła),

• przegubów (umożliwiają elastyczny ruch osi koła w zależności od zmian terenu i ruchu zawieszenia).

Zasady działania:
Oś koła zapobiega bocznym ruchom i niekontrolowanym skrętom, utrzymuje kierunek ruchu pojazdu. Pozwala na pokonywanie zakrętów, ponieważ umożliwia obracanie się kół wokół własnej osi. Odpowiedzialna jest za przenoszenie siły i momentu obrotowego między kołem a resztą układu zawieszenia.

Ze względu na typ pojazdu i jego przeznaczenie można wymienić różne rodzaje rozwiązań konstrukcyjnych osi kół:

• oś stała (nie ulega zmianie),

• oś skrętna (umożliwia skręcanie kół),

• oś niezależna (każde koło wyposażone jest we własną oś, co przekłada się na niezależny ruch jednego koła bez wpływu na drugie),

• oś półniezależna (jedno koło może reagować niezależnie, gdy drugie jest z nim związane),

• oś zblokowana (oś koła przedniego lub tylnego może być zblokowana),

• oś skręcana (poprawia manewrowość pojazdu).

Łożysko

Pozwala na obrót ruchomych części zawieszenia wokół osi, wpływa na płynność ruchu kół oraz umożliwia skręcanie.

Łożysko zbudowane jest z:

• zewnętrznego pierścienia (przymocowanego do ruchomej części zawieszenia),

• wewnętrznego pierścienia (przymocowanego do nieruchomej części zawieszenia),

• kulek (umożliwiają obrót pomiędzy pierścieniami),

• tulei (utrzymują kulki w odpowiedniej odległości, umożliwiają swobodny obrót).

Zasady działania:
Łożysko ma za zadanie minimalizować tarcie między obracającymi się częściami, przekłada się to na płynny i efektowny obrót. Pomaga równomiernie rozłożyć siły i moment obrotowy, co jest szczególnie istotne przy dużych obciążeniach.

Wybór łożyska zależny jest między innymi od konkretnego zastosowania oraz warunków pracy danego elementu zawieszenia:

• łożyska kulkowe (kule jako elementy toczne, najbardziej popularne),

• łożyska wałeczkowe (w miejsce kulek wykorzystuje się wałeczki, przy większych obciążeniach),

• łożyska stożkowe (elementy toczne w kształcie stożka, wykorzystywane w miejscach wymagających precyzji),

• łożyska igiełkowe (igiełki jako elementy toczne),

• łożyska baryłkowe (pozwalają na obrót ruchów obrotowych w różnych kierunkach),

• łożyska ślizgowe (stosowane w miejscach, gdzie konieczna jest minimalizacja tarcia, zamiast elementów tocznych wykorzystywane są powierzchnie ślizgowe).

Złączki stabilizatora

Łączą stabilizator z innymi elementami zawieszenia. Odpowiedzialne są za utrzymanie odpowiedniej sztywności i skuteczności działania stabilizatora poprzecznego, który odpowiada za kontrolę przechyłów nadwozia w trakcie skręcania.

Złączki stabilizatora najczęściej zakończone są kulami lub łożyskami, przymocowanymi do stabilizatora i elementów zawieszenia. Absorbują drgania i hałas podczas jazdy.

Zasady działania:
Złączki stabilizatora przenoszą moment obrotowy z jednej strony na drugą, co przekłada się na skuteczność działania stabilizatora poprzecznego. Eliminują nadmierne przechyły nadwozia podczas skręcania, pomagają w utrzymaniu stabilności pojazdu.

Wśród rozwiązań konstrukcyjnych złączek stabilizatora można wyróżnić:

• końcówki kulowe (umożliwiają swobodny ruch w różnych kierunkach, najczęściej stosowane),

• końcówki sworzniowe (sworznie – element połączenia ruchomego – jako połączenie złączki stabilizatora z innymi elementami układu zawieszenia),

• złączki kulowe z regulacją (możliwość regulacji pozwala na dostosowanie ustawień zawieszenia),

• złączki rozszerzone (posiadają dodatkowe dźwignie lub linki),

• złączki z elementami tłumiącymi (wpływają na komfort jazdy).

Budowa zawieszenia niezależnego pojazdu

Wahacz górny i dolny

Przymocowane do nadwozia koła, pozwalają na ruch pionowy koła. Wahacz dolny połączony jest z piastą koła.

Amortyzator

Odpowiada za absorbowanie energii kinetycznej wytwarzanej przez ruchy zawieszenia.

Sprężyna

Jako dodatkowe wsparcie amortyzatora, absorbuje energię kinetyczną.

Piasta koła

Najczęściej przymocowana do wahacza dolnego, utrzymuje koło i umożliwia jego obrót wokół osi pionowej. W zawieszeniu niezależnym piasta koła może poruszać się niezależnie od innych kół. Odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu stabilności pojazdu, zapewnia możliwość skręcania oraz absorbcję wstrząsów.

Piasta koła składa się z:

• łożyska (znajduje się wewnątrz piasty, umożliwia płynny obrót koła wokół osi pionowej),

• piasty centralnej (centralnego elementu, przymocowana jest do niej tarcza hamulcowa i koło),

• tarczy hamulcowej (pozwala na hamowanie koła),

• mocowania do wahacza,

• obręczy koła (zamocowanej do zewnętrznej strony piasty, zakładane są na niej opony),

• sworzenia piastowego.

Zasady działania:
Piasta koła pozwala na obrót koła wokół osi pionowej, co jest niezbędne dla skręcania pojazdu. Moment obrotowy przenoszony jest z koła na zawieszenie i nadwozie pojazdu. Piasta koła ma również wpływ na stabilność pojazdu, zwłaszcza przy pokonywaniu zakrętów.

Wśród rozwiązań konstrukcyjnych piasty koła można wymienić:

• łożyska kulowe,

• łożyska wałeczkowe,

• łożyska koncentryczne,

• łożyska sferyczne,

• piasty zintegrowane z amortyzatorem,

• wykorzystanie materiałów kompozytowych (redukcja masy i poprawa wydajności pojazdu).

Przeguby półosi

Pozwalają na przenoszenie napędu z układu napędowego do kół, jednocześnie umożliwiają niezależne ruchy zawieszenia. Każda półoś jest niezależna, ruch jednej z nich nie wpływa na drugą.

Przegub półosi zbudowany jest z:

• tulei lub korpusu (obudowa przegubu),

• łożyska (znajdującego się wewnątrz tulei, umożliwia płynny obrót półosi),

• tulei elastycznej (która ma na celu absorbowanie drgań i niwelowanie hałasu),

• kulek (znajdują się na końcach półosi).

Wśród różnych przegubów półosi można wymienić:

• przeguby kulowe (pozwalają na płynny ruch obrotowy pod różnymi kątami),

• przeguby tripode (zwiększona stabilność i wytrzymałość przy większych kątach skrętu),

• przeguby plunging (zbudowane do absorbcji ruchów wzdłużnych, co jest ważne przy zmianach długości półosi),

• przeguby rzeźbione (o precyzyjnych połączeniach),

• przeguby elastyczne (elastyczne tuleje nastawione na redukcję drgań i hałasu).

Belki skrętne (stabilizator poprzeczny)

Łączą obie półosie, pozwalają na ich współpracę. Każde koło ma niezależne zawieszenie, belki skrętne łączą je w jedną konstrukcję, wpływa to na ich niezależność podczas ruchu.

Belka skrętna składa się z:

• belki centralnej (najczęściej znajduje się centralnie między kołami),

• belki bocznej (rozciągają się w kierunku końcówek belki centralnej),

• łączników z zawiasami (łączą belkę skrętną z resztą zawieszenia).

Zasady działania:
Belki skrętne pozwalają na współpracę półosi, co wpływa na ich ruch w trakcie jazdy. Pomagają w absorbcji nierówności terenu, a także mają wpływ na kontrolę przechyłów nadwozia pojazdu).

Wśród rozwiązań konstrukcyjnych istnieją:

• belki skrętne proste,

• belki skrętne złożone (z dodatkowymi elementami dla lepszej kontroli i elastyczności),

• belki skrętne zintegrowane z amortyzatorami.

Sworzeń piastowy (kulowy)

Pozwala na ruch obrotowy piasty koła wokół osi pionowej, pełni rolę w zapewnieniu swobody ruchu koła, daje możliwość przeniesienia napędu oraz utrzymania stabilności pojazdu.

Sworzeń piastowy posiada:

• element kulisty (na końcu półosi lub wewnątrz piasty koła),

• gniazdo kulowe (opiera się na nim kulka),

• korpus.

Łożysko

Umożliwia płynny obrót ruchomych części zawieszenia.

Belki nośne

Struktury, które stabilizują koło w pojeździe, jednocześnie pozwalając na niezależny ruch każdego koła. Współpracują z innymi elementami zawieszenia, umożliwiają niezależne ruchy kół. Mogą być zbudowane tak, by wspierać przenoszenie napędu z półosi na koła.

Belki nośne mogą być:

• skrętne (łączące obie półosie),

• niezależne (gdzie każde koło ma niezależną belkę nośną),

• zintegrowane z amortyzatorami,

• elastyczne,

• ze wspomaganiem elektronicznym.

Budowa zawieszenia półzależnego pojazdu

Belka skrętna

Łączy obie półosie, umożliwiając im współpracę. W zawieszeniu półzależnym belka skrętna może mieć zastosowanie w połączeniu jednego koła z drugim. Pełni funkcję stabilizującą i wspierającą oba koła, umożliwiając jednocześnie niezależne ruchy.

Amortyzator

Odpowiedzialny na absorbcję drgań i amortyzację ruchów zawieszenia.

Sprężyna

Współpracuje z amortyzatorem, pomaga w utrzymaniu kontaktu kół z nawierzchnią.

Wahacz

Odpowiada za geometrię oraz kontrolowany ruch kół.

Oś kół

Przenosi moment obrotowy z kół na resztę zawieszenia. Pozwala na swobodny ruch obrotowy kół wokół osi pionowej.

Belki napinające

Łączą belkę skrętną z nadwoziem pojazdu, podtrzymują cały układ zawieszenia.

Łożyska koła

Znajdują się w piastach kół, pozwalają na płynny i swobodny ruch obrotowy kół wokół osi pionowej.

Belki utrzymujące

Pełnią funkcję wspierającą belkę skrętną, pomagają utrzymać ją w odpowiednim położeniu, stabilizują jej ruchy.

Powrót do spisu treściDFXKNf4pKPowrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Wizualizacja w 2D lub 3D Budowa wybranych podzespołów i zespołów pojazdów samochodowychDJWPXQSSyWizualizacja w 2D lub 3D Budowa wybranych podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych

• Wizualizacja w 2D lub 3D Zasady funkcjonowania i budowa źródeł napędu pojazdów spalinowych, elektrycznych i hybrydowychDo1I8suDAWizualizacja w 2D lub 3D Zasady funkcjonowania i budowa źródeł napędu pojazdów spalinowych, elektrycznych i hybrydowych

• Plansza/schemat/grafika interaktywna Przedstawienie rodzajów podzespołów i zespołów pojazdów samochodowychDC6jmVdJAPlansza/schemat/grafika interaktywna Przedstawienie rodzajów podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych