Zawieszenie dla terenówki

W Suzuki Jimny, którego test można przeczytać w tym numerze, jak przystało na rasową terenówkę, zarówno przednie jak i tylne zawieszenie jest zależne. To rozwiązanie, jak każde inne, ma swoje zalety i wady. Sprawdźmy jakie!

Amerykański Willys MB

Historia samochodów terenowych zaczęła się właściwie od legendarnego Willys’a MB, skonstruowanego w 1941 roku na potrzeby amerykańskiej armii walczącej w drugiej wojnie światowej. Po wojnie tradycje tego modelu przejęła firma Jeep, która do dziś utożsamiana jest z tym właśnie segmentem aut. Jednocześnie po dziś dzień najczęściej spotykanym w samochodach terenowych rodzajem zawieszenia jest, zastosowane już w Willysie, właśnie zawieszenie zależne.

Nazwa tej konstrukcji wywodzi się stąd, że w przeciwieństwie do zawieszenia niezależnego (powszechnie stosowanego w zdecydowanej większości dzisiejszych samochodów osobowych), w którym każde z kół ma możliwość ruchu zupełnie niezależnego od pozostałych, w zawieszeniu zależnym koła każdej osi sprzęgnięte są ze sobą sztywną belką (lub mostem napędowym z zabudowanym mechanizmem różnicowym – w przypadku osi napędzanej). Tym samym ruch pionowy jednego z kół danej osi wymusza ruch kątowy drugiego z kół tejże osi. W samochodach osobowych już kilkanaście lat temu ostatecznie zrezygnowano z tego rozwiązania, głównie ze względu na to, że nie gwarantuje odpowiednio wysokiego poziomu komfortu jazdy wymaganego w przypadku samochodów osobowych oraz cechuje się wysoką masą (co gorsza, masą nieresorowaną, która istotnie wpływa na bezpieczeństwo jazdy i decyduje o tym, czy koła właściwie trzymają się drogi). Wreszcie – zawieszenia zależne dają tylko niewielkie możliwości takiego skonstruowania, aby spełniały także inne zadania, które stoją przed właściwie zaprojektowanym zawieszeniem. Bo, wbrew pozorom, tłumienie nierówności drogi to tylko jedno z bardzo wielu różnorodnych wymagań. Niemniej w przypadku samochodów terenowych omawiana konstrukcja ma pewne niezaprzeczalne zalety. W głównej mierze są nimi bardzo duża wytrzymałość przy działaniu dużych obciążeń, które nie należą do rzadkości w trudnym terenie oraz, co łączy się z wytrzymałością, duża trwałość. Dodatkową zaletą jest niewielka liczba ruchomych części oraz duża sztywność belki łączącej koła, co wpływa na bezawaryjność rozwiązania i prostotę konstrukcji.

Podwozie Suzuki Jimny

Suzuki Jimny, jako samochód terenowy, jest oczywiście wyposażony w napęd na cztery koła, w związku z czym zarówno z przodu jak i z tyłu zamontowany jest typowy most napędowy z zabudowanym (tu asymetrycznie) mechanizmem różnicowym. Siły wzdłużne (napędowe i hamowania) oraz wynikające z nich momenty przejmują wahacze wzdłużne (patrz rysunki). Wahacze są przymocowane do nadwozia za pomocą elastycznych gumowych przegubów, które umożliwiają ruch względem wszystkich trzech osi (przede wszystkim względem poziomej osi prostopadłej do kierunku jazdy, lecz również, ze względu na swoją podatność, umożliwia obrót wahacza względem osi równoległej do kierunku jazdy oraz nie odbiera swobody ruchów poprzecznych osi kół – oś jako całość mogłaby się przemieszczać na boki względem nadwozia!!!). Gumowe przeguby jednocześnie tłumią drgania wzdłużne wynikające z toczenia się opon promieniowych (radialnych) po nawierzchni. Siły pionowe przenoszone są na nadwozie przez sprężyny śrubowe, spełniające rolę elementów sprężystych. W amortyzatorach rozpraszana jest energia pionowych oscylacji nadwozia, w wyniku czego następuje tłumienie tychże drgań. Osi kół należy jednak odebrać jeszcze swobodę ruchów poprzecznych, czyli zastosować element, który przejmie siły boczne. W Suzuki rolę tę pełni drążek Panharda (patrz rysunek), który w wyniku działania sił bocznych (głównie sił bezwładności w zakrętach) jest ściskany lub rozciągany, co wytrzymałościowo jest korzystnym stanem obciążenia. W innych rozwiązaniach czasem stosuje się układ drążków Watta.

Narysowany przerywaną linią poziomy drążek do drążek Panharda mający za zadanie przejmować występujące siły boczne (widok z tyłu)

Rysunek tylnego zawieszenia samochodu Mitsubishi Pajero: 1 – obudowa mechanizmu różnicowego; 2 – wahacze wzdłużne; 3 – elastyczne przeguby gumowe łączące zawieszenie z nadwoziem; 4 – drążek Panharda uniemożliwiający boczne przemieszczenia zawieszenia względem nadwozia; 5 – stabilizator – dodatkowy element zwiększający sztywność kątową zawieszenia i tym samym redukujący przechyły boczne

Omówiona zasada działania zawieszenia bardzo dobrze spisuje się w terenie, gdzie poddana jest dużym obciążeniom, natomiast prędkość jazdy nie jest bardzo duża. Jednak na drodze, nawet przy typowych prędkościach rzędu kilkudziesięciu kilometrów na godzinę, układ jezdny samochodu terenowego nie może w najmniejszym stopniu równać się z komfortem i bezpieczeństwem oferowanym przez samochody osobowe. Prosta konstrukcja zawieszenia zależnego – tak dobrego w terenie – pozostawia bardzo niewielkie możliwości wpływania choćby na charakterystykę sterowności samochodu, podczas gdy zawieszenia niezależne dają większe pole do popisu, a wielodrążkowe zawieszenia stosowane od niedawna w samochodach klasy wyższej lub wyższej średniej są wręcz bezkonkurencyjne. Z tego względu, gdy jedziemy po łuku drogi z prędkością nieprzekraczającą 60km/h, już bardzo wyraźnie czuć, że Suzuki „płynie” bokiem. Krótko mówiąc, tył jest wyraźnie znoszony, co nie wpływa pozytywnie na bezpieczeństwo jazdy. Sytuację pogarsza także typowy dla samochodów terenowych wysoko umieszczony środek masy, co w zakrętach dodatkowo pogłębia przechyły boczne i jeszcze bardziej oddziałuje w kierunku niepożądanej nadsterowności.

Należy jednak przyznać, że Suzuki podczas testu bardzo pozytywnie zaskoczył nas komfortem tłumienia nierówności nawierzchni w typowym, miejskim użytkowaniu. Zanim do niego wsiedliśmy, po samochodzie terenowym spodziewaliśmy się bardziej spartańskich warunków jazdy. Z pewnością jednak w zakresie pokonywania wysokich krawężników czy walki z dziurawymi lokalnymi drogami nie dorówna mu żaden samochód osobowy, ani nawet typowo rekreacyjny i tylko rekreacyjny SUV. Jimny bowiem, z blokadą mechanizmu różnicowego oraz dodatkową redukcją, jest pełnowartościową terenówką, która bez wątpienia wyjdzie z niejednej opresji. Jeśli jednak spodziewamy się po nim dynamicznego, atrakcyjnego pokonywania zakrętów czy zadziornej, sportowej jazdy, to możemy się na nim zawieść. Ale jeśli chcemy przemierzać bezdroża, wyszaleć się w terenie czy po prostu wjechać wszędzie, gdzie tylko zechcemy, to za 50 000 zł kupujemy pełnowartościową terenówkę z rasowym zawieszeniem, układem jezdnym i nadwoziem wspartym na ramie. I doskonała zabawa gwarantowana!

Autor: Bartosz Górecki

Zdjęcia: MZ, http://mywillysmb.narod.ru

Rysunki za Jörnsen Reimpell, Jürgen Betzler „Podwozia samochodów. Podstawy konstrukcji”, WKŁ, Warszawa 2004