.

Nasze Publikacje
Nowoczesny Warsztat 5/2009 i 6/2009

Artykuł zastrzeżony prawem autorskim - kopiowanie w całości bez zgody autora zabronione

Niesprawności zawieszeń
(układu jezdnego) i kierowniczego.

Za własności trakcyjne i komfort jazdy samochodu odpowiedzialny jest układ jezdny. Jego głównym zadaniem jest precyzyjne prowadzenie kół podczas jazdy. Koła pojazdu obracają się z różnymi prędkościami, wykonują pionowe ruchy w górę i w dół, także w czasie hamowania, przyśpieszania i pokonywania zakrętów działają ogromne siły z którymi układ jezdny musi sobie poradzić. Układ jezdny składa się z zawieszenia kół przednich i tylnich, układu kierowniczego wraz z kołami i ogumieniem, jego częścią jest także układ hamulcowy oraz niektóre elementy układu napędowego. Ponadto na stateczność i kierowalność pojazdu ma wpływ całkowita geometria kół. Jeżeli w/w elementy prawidłowo ze sobą współpracują to możemy być pewni, że poziom bezpieczeństwa czynnego pojazdu będzie spełniony. Typowe zawieszenie pojazdów średniej klasy z napędem przednim to niezależne z kolumnami Mc Phersona i trójkątnymi wahaczami, połączonymi z nadwoziem przez ramę pośrednią. Elementami prowadzącymi są: (wahacze, drążki reakcyjne), sprężystymi (sprężyny śrubowe, drążki skrętne, resory piórowe), tłumiącymi (amortyzatory hydrauliczne) oraz stabilizatory przechyłów bocznych w postaci okrągłych prętów. Zawieszenie tylne jest niezależne, na wahaczach wzdłużnych połączonych sztywną belką, ze sprężynami umocowanymi w górnej części amortyzatorów teleskopowych. Ponadto coraz częściej stosuje się podwójne wahacze poprzeczne. (rys. 19)

Zawieszenie pojazdów wyższej klasy Np.: Audi A4, A6, A8, Skoda Superb, Volkswagen Passat i inne to wielowahaczowe ( wahacze ze stopów aluminium) – w celu zapewnienia wysokiego komfortu jazdy i bezpieczeństwa. Np.: zawieszenie przednie Passata składa się z 10 wahaczy tj. po cztery poprzeczne dwa długie oraz sprężyny śrubowe zintegrowane z dwururowymi amortyzatorami gazowymi. Niestety te zawieszenia nie wytrzymują konfrontacji ze stanem polskich dróg. Już po ok. 20 tyś. km przebiegu pojawiają się stuki w wahaczach – gdzie najczęściej należy wymienić całe ich komplety.

Wykrywanie podstawowych niesprawności zawieszenia i układu kierowniczego.

Podczas badań okresowych pojazdów oraz gdy zauważymy symptomy zużycia ( stuki) zawieszenia lub układu kierowniczego należy jak najszybciej udać się do stacji diagnostycznej celem zlokalizowania i usunięcia usterek. Niesprawne działanie zawieszenia, układu kierowniczego objawia się zbaczaniem samochodu z zamierzonego kierunku jazdy (ściąganie), nadmiernym zużyciem opon, złym prowadzeniem samochodu, nadmiernym bujaniem lub przechyłami oraz stukami w zawieszeniu. Szczególnie niebezpieczne są luzy w układzie kierowniczym tj. ( przeguby kulowe drążków kierowniczych i wahaczy [ rys. 1.0 , 2.0]) może doprowadzić w skrajnych przypadkach do braku kierowalności pojazdem. Przyczyny tych niesprawności to nieodpowiednie ciśnienie w ogumieniu, nieprawidłowa regulacja zawieszenia, nie wyrównoważenie kół, odkształcenie, ( korozja, zużycie) wahaczy, drążków reakcyjnych, stabilizatorów, sprężyn, pęknięcie resorów lub podłużnic w miejscu mocowania zawieszenia, zużycie amortyzatorów oraz łączników metalowo-gumowych           ( silentbloków). Luzy w poszczególnych węzłach kinematycznych określa się metodą organoleptyczną (polegającej na ocenie wzrokowej i dotykowej, dlatego trzeba korzystać przy ich wykrywaniu z doświadczonego, posiadającego dobre umiejętności – diagnosty od którego zależy nasze bezpieczeństwo. Najczęściej podczas oceny luzów w układzie kierowniczym jest potrzebna współpraca dwóch osób. Jedna wykonuje szybkie ruchy kołem kierownicy w lewo i w prawo a druga obserwuje miejsca ewentualnych luzów. Często luz jest wyczuwalny dopiero wtedy gdy ręka dotkniemy niesprawny element. Aby ułatwić pracę diagnosty wprowadzono urządzenie do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi – popularnie nazwane szarpakami. Szarpaki mają napęd pneumatyczny lub hydrauliczny. Na swoim stanowisku pracy wykorzystuję hydrauliczne urządzenie do wymuszenia szarpnięć kołami jezdnymi pojazdu typu SRS - 3,5/100 ( rozprowadzone przez firmę ZUH Sosnowski – Gdańsk). Główną funkcją tego urządzenia jest wykrywanie metodą organoleptyczna luzów w elementach zawieszenia i układu kierowniczego. Na moim stanowisku urządzenie to zintegrowane jest z kanałem diagnostycznym, w którym zainstalowany jest także podnośnik hydrauliczny kanałowy typu DKH 3,2 b. 

Badanie luzów odbywa się po najechaniu kołami na płyty szarpiące urządzenia, uruchomieniu go, a następnie wywołaniu ruchów przesuwanych ( lub obrotowych) płyt za pomocą latarki zdalnego sterowania – przy jednoczesnej obserwacji sprawdzanych podzespołów.

Strumień świetlny latarki umożliwia dokładne podświetlenie i zlokalizowanie niesprawnych węzłów. Nadmieniam, że podnośnik hydrauliczny kanałowy spełnia ważną role podczas sprawdzania między innymi zawieszeń wielowahaczowych – gdzie niezbędne jest podniesienie i odciążenie zawieszenia pojazdu z każdej strony koła i tradycyjną metodą poruszanie koła rękami w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Odciążenie zawieszenia ma na celu ułatwienie zlokalizowania luzów Np.: wahaczy itp.

1)   Przegub kulkowy wahacza

Łączy wahacz poprzeczny (1) z zwrotnicą (3) (rys. 4.0.) Właściwym elementem łożyskującym jest panewka sworznia (6) z poliamidu opierająca się o gałkę sworznia (rys.2.0). Poliamid to tworzywo o dobrych właściwościach ślizgowych. Przed ostatecznym montażem dodaje się dwusiarczek molibdenu lub grafit w celu obniżenia współczynnika tarcia. Przegub kulkowy jest nierozbieralny. Zużycie przegubu następuje dość szybko na wskutek uszkodzenia osłony gumowej (3) w wyniku którego do wnętrza przegubu dostaje się piasek, woda itp. – działają one jak ścierniwo, a wilgoć powoduje korozje sworznia. Typowe niesprawności przegubu kulkowego wahacza szczególnie podczas najeżdżania po nierównościach to: skrzypienie, stuki, łomotanie, nadmierny luz w układzie kierowniczym. Mogą występować także luzy w mocowaniu przegubów do ramion zwrotnicy – należy wówczas dokręcić nakrętki koronowe. Jeżeli luzy będą występować nadal ( mimo montażu nowego przegubu kulkowego) należy sprawdzić stożkową powierzchnię zwrotnicy (rys. 8.0), ( szczegół A). W skrajnych przypadkach zwrotnicę należy wymienić.

2)  Przegub kulkowy drążka kierowniczego rys. 1.0

Łączy drążek kierowniczy ze zwrotnicą koła (skręca koło). Podobnie jak przegub kulkowy łączy wahacz ze zwrotnicą (rys. 2.0). Panewka sworznia (2) wykonana jest z poliamidu. Zużywanie się przegubów kulowych jest rzeczą zupełnie naturalną, gdyż wskutek wzajemnego ruchu, kulista część sworznia i panewka (2) stopniowo wycierają się, mimo obecności smaru. Zużycie przegubu kulowego następuje bardzo szybko gdy osłona gumowa (5) jest nieszczelna. Podczas sprawdzania przegubów kulowych ocenić drążki kierownicze czy nie są powyginane lub pęknięte. (4 – rys.12) Typowe objawy niesprawności przegubów kulkowych drążków kierowniczych to: luz na kierownicy, niepewne prowadzenie pojazdu, trzepotanie i drgania kół, nie trzymanie toru jazdy.

3) Amortyzatory

Odpowiadają za kontakt koła z nawierzchnią drogi a zatem nie dopuszczają do odrywania się kół samochodu od jezdni oraz nadmiernego ,,rozkołysania” się całego pojazdu. ( tłumią wstrząsy). Zły stan amortyzatorów powoduje szybsze zużycie wszystkich elementów zawieszenia, opon, wydłuża drogę hamowania, dezorganizuje pracę systemu ABS i ESP. Amortyzator jest od góry mocowany do nadwozia lub ramy (rys. 5.0), a od dołu do wahacza (rys. 7.0)

Fot. H

Przy skoku odbicia koła amortyzator jest rozciągany, a przy skoku dobicia – ściskany. W obu przypadkach następuje tłumienie drgań.

Typowe niesprawności amortyzatorów

• wycieki oleju z amortyzatora – powodują utratę efektu tłumiącego, przestaje on spełniać swoje funkcje i nadaje się do natychmiastowej wymiany. Amortyzatory należy zawsze wymieniać parami na jednej osi – gdyż różnica w ich działaniu jest groźna dla stateczności samochodu, a więc i bezpieczeństwa;

• odkształcenie korpusu – utrudnia lub uniemożliwia suw tłoka w górę lub dół;

• tuleje mocujące (rys. 7.0) – pęknięte lub zdeformowane powodują hałaśliwość zawieszenia podczas przyspieszania lub hamowania;

• tłoczysko 9 rys. 5.0 i 14 rys. 6.0 – jego korozja powoduje szybkie zużycie się uszczelek oraz utratę oleju;

• luzy w mocowaniu górnej podpory kolumny zawieszenia do nadkola – dokręcić nakrętki 8 (rys. 5.0) oraz nakrętkę 7 tłoczyska (rys. 5.0);

• zużycie amortyzatora na wskutek dużego przebiegu;

• urwanie tłoczyska amortyzatora.

Typowym objawem niesprawności amortyzatorów jest bujanie się auta podczas jazdy na nierównościach, dodatkowo słychać głuche dudnienie lub postukiwanie, traci przyczepność przy hamowaniu, źle się prowadzi.

4) Wahacze

Są wykonywane jako wytłoczki z grubej blachy stalowej, stopów aluminium lub czasem odkuwane. Ze względu na stosunkowo niewielkie kątowe ruchy, wahacze montuje się do elementów nośnych samochodu za pomocą tulei gumowych 2 i 3 (rys. 9.0).

Skrętne odkształcenia gumy umożliwiają ruchy wahaczy. Tuleje gumowe izolują wahacze od nadwozia i częściowo tłumią drgania wzbudzane w wahaczach pod wpływem tłoczenia się kół po nierównej drodze. Wahacze mogą być poprzeczne, podłużne lub wleczone. Są podstawowym elementem nośnym zawieszenia, prowadzącym koło, łączą je z nadwoziem. W standardowym zawieszeniu przednim typu Mc Pherson – trójkątny wahacz poprzeczny jest uzbrojony w sworzeń kulisty 1 (rys. 9.0) i tuleje metalowo-gumowe – te właśnie elementy ulegają najszybszemu zużyciu i podlegają wymianie. Wahacze zgięte, z pęknięciami, skorodowane lub inaczej uszkodzone należy natychmiast wymienić.

5) Przekładnia kierownicza

Ruchy kierownicy powodują odpowiednie skręcanie kół przednich przez wał kierownicy         ( kolumnę), przekładnię kierowniczą, drążki kierownicze, przeguby kulowe i zwrotnicę. Rys. 10, 11 i 12. Najczęściej spotykana przekładnia kierownicza zębatkowa (rys. 11) charakteryzuje się tym, że wszystkie drgania kół, spowodowane nie wyważeniem koła, nierównościami drogi czy nadmiernymi luzami w ułożyskowaniu przednich kół, są przenoszone przez mechanizm kierowniczy na koło kierownicy.

Typowa niesprawność przekładni kierowniczej

• nadmierny luz w mechanizmie przekładni kierowniczej zębatkowej najczęściej jest to luz między zębnikiem a listwą tzw. maglownicą 3 i 4 (rys. 11) najlepiej to sprawdzić podczas kręcenia kołem kierownicy w lewo i w prawo na postoju. W/w luz powoduje uciążliwe stuki oraz utrudnia sterowanie autem. Niesprawnej przekładni nie należy naprawiać w własnym zakresie lecz oddać do specjalistycznej firmy, która dokona regeneracji;

• uszkodzone osłony gumowe 5 (rys. 11.) w kształcie mieszków – powodujące wyciek oleju oraz przedostawanie się zanieczyszczeń ( piasku, wody) do wnętrza;

• luzy na kole kierownicy – gdzie przyczyną są luzy w przegubach krzyżowych 1 i 3 (rys. 10).

6) Drążki kierownicze.  (4. rys. 12)

Połączone z jednej strony z listwą zębatą przekładni kierowniczej, a z drugiej poprzez przegub kulowy drążka kierowniczego ze zwrotnicą wykonuje się je najczęściej w postaci prętów lub rur o nagwintowanych końcach. Typowe niesprawności drążków kierowniczych to: uszkodzenia mechaniczne ( zgięcie, skręcanie), uszkodzenia gwintów, korozja na wskutek uszkodzenia osłon gumowych 5 (rys. 11).

7) Łącznik stabilizatora

Element zawieszenia łączący stabilizator z wahaczem lub stabilizator z kolumną zawieszenia (4) rys. 3.0. Może być w zawieszeniu przednim lub tylnim. Delikatna konstrukcja łącznika powoduje, że jest on podatny na dość szybkie zużycie charakteryzujące się dokuczliwym stukiem i skrzypieniem podczas przejazdu po nierównościach dróg. Nadmieniam, że jazda z wybitymi łącznikami stabilizatora przyśpiesza zużycie innych elementów zawieszenia.

8) Sprężyna zawieszenia

Sprężyna jest elementem zawieszenia służącym do amortyzacji wstrząsów, wykonana z grubego drutu stalowego, zwijanego na gorąco. Sprężyny najczęściej pękają na wskutek przeładowania samochodu i jazda z tym ładunkiem po nierównych drogach ( następnie osiadanie, obniżanie tej części pojazdu). Inną przyczyną pęknięcia sprężyny może być zmęczenie materiału, silna korozja, nieprawidłowy montaż. Pęknięcie sprężyny objawia się brzdęknięciem przy skręcaniu kierownicą. Uszkodzone sprężyny należy wymienić – najczęściej parami, aby miały jednakową charakterystykę.

9) Stabilizator 5 rys. 3.0

Element sprężysty uzależniający i ograniczający wzajemne ruchy pionowe kół tej samej osi w celu zmniejszenia bocznych przechyłów pojazdu Np.: pod wpływem siły odśrodkowej podczas jazdy pojazdu po łuku. Wykonany w postaci drążków skrętnych. Połączony końcami z elementami zawieszenia kół obu stron jednej osi pojazdu oraz do nadwozia za pośrednictwem tulei gumowych 6 (rys. 3.0). Typowe niesprawności stabilizatora to luźne śruby mocujące, uszkodzone łożyska gumowe 6 (rys. 3.0), uszkodzenia mechaniczne, efekt tych niesprawności to stuki ( hałasy) podczas jazdy.

10) łożyska kół

Łożyska kół pojazdów samochodowych pracują w bardzo ciężkich warunkach, są narażone na zmieniające się temperatury, zanieczyszczenia kurzem, piaskiem, wodą itp. W starszych pojazdach najczęściej spotykanym rozwiązaniem łożyskowania kół jest zastosowanie dwóch łożysk tocznych stożkowych, które przenoszą obciążenia promieniowe i osiowe.

W nowoczesnych rozwiązaniach konstrukcyjnych łożyskowania piast kół spotyka się łożyska kulkowe skośne dwurzędowe 8 (rys. 4.0)

Typowe niesprawności łożysk kół

• niewłaściwa regulacja napięcia wstępnego dokręcania nakrętki 8 (rys. 13) ( zarówno kół przednich jak i tylnich).

   

Powyższą niesprawność sprawdza się unosząc pojazd podnośnikiem hydraulicznym i rękoma wychylamy koło w płaszczyźnie poziomej i pionowej.

• nadmierne obciążenie – powoduje zmęczeniowe łuszczenie bieżni łożyska;

• pęknięcia ( uszkodzenia) uszczelniaczy łożysk co powoduje przedostanie się do wnętrza zanieczyszczeń;

• brak wyważenia kół – co objawia się drganiami koła kierownicy przy pewnych prędkościach jazdy – co skraca trwałość łożysk.

Objawy niesprawności łożysk

Podczas pokonywania zakrętów z łożysk kół przednich będzie dobiegał charakterystyczny metaliczny szum, natomiast łożyska kół tylnych będą  szumiały, gdy podniesiemy podnośnikiem auto i koło ręką wprawimy w ruch obrotowy.

11) Koła i ogumienie

Koło wraz z oponą jest często źródłem drgań z zawieszeniu, układzie kierowniczym, także w samej kierownicy na wskutek eksploatacji, wad produkcji opony, montażu, nie wyrównoważenia, nieprawidłowego ciśnienia w ogumieniu, niewłaściwie dokręconych kół itp. Powyższy niekorzystny rozkład mas koła wraz z oponą prowadzą do zmniejszenia trwałości łożysk, zębatkowego mechanizmu kierowniczego oraz jest przyczyną ściągania pojazdu na jedną stronę podczas jazdy. Na stanowisku diagnostycznym po podniesieniu np.: przodu pojazdu – wprawiam w ruch obrotowy koło i obserwuję w stosunku do posadzki – bicie promieniowe, które jest przyczyną drgań pionowych (rys. 18a), oraz bicie boczne, które charakteryzuje się nieregularną odległością między zewnętrzną częścią boku opony, a płaszczyzną obrotu koła (rys. 18b).

Ponadto niebezpieczne jest, także najeżdżanie na wysokie krawężniki przednimi kołami – deformując felgi doprowadza to do naruszenia geometrii ustawienia kół. Trwałość opon zależy, także od właściwej techniki jazdy ( zwalnianie na zakrętach, jazda bez gwałtownych przyśpieszeń i nagłych hamowań) rozwijanych prędkości jazdy, warunków drogowych i atmosferycznych.

12) Gumowe elementy sprężyste

Są to pomocnicze elementy resorujące. Zasadniczą zaletą użycia gumy jest łatwość formowania z niej elementów o skomplikowanych kształtach, zapewniających właściwą zależność siły sprężystości od ugięcia. Wadą gumowych elementów sprężystych jest skłonność gumy do pękania i starzenia się.

Pojawiające się często stuki nie tylko przedniego zawieszenia spowodowane są wybiciem tulei np.: tylnej belki itp.

13) Przegub półosi

Mimo, że przegub półosi nie należy do zawieszenia i układu kierowniczego jest priorytetowym elementem podczas diagnozowania przedniego zawieszenia. Przegub półosi przekazuje napęd ze skrzyni biegów do koła niezależnie od jego położenia. Zużycie przegubów daje o sobie znać charakterystycznym rytmicznym stukotem, który jest słyszalny podczas jazdy z mocno skręconymi kołami. Po uszkodzeniu gumowych osłon ( manszet) trwałość przegubu ulega błyskawicznemu zmniejszeniu – ponieważ znajdujący się tam smar – ciągle wycieka i zmieszany z ziarnkami piasku, niszczy precyzyjne jego elementy.

Fot. G

Czasza kulista (1) tzw. oprawa zewnętrzna uszkodzona, pęknięta, szerokie i głębokie ślady zużycia na bieżniach kulek, ponadto pęknięcia jednego lub wielu okienek koszyka (2) to konieczna i natychmiastowa wymiana przegubu ( wału) ( bardzo niebezpieczna dalsza eksploatacja pojazdu). Półosie natomiast psują się od zbyt ostrej jazdy, gdy gwałtownie przyspieszamy przy skręconych kołach. Także wibrowanie i drżenie koła kierownicy przy silnie skręconych kołach sygnalizuje uszkodzenie przegubu od strony koła. Odgłos stukania przy ruszaniu z maksymalnie skręconymi kołami może świadczyć o usterce półosi.

 Reasumując całość stwierdzam, że pojawiające się niesprawności ( stuki) zawieszenia, układu kierowniczego, hamulcowego należy jak najszybciej zdiagnozować w stacji diagnostycznej oraz natychmiast usunąć. Szybsze usunięcie usterki to oczywiście bezpieczeństwo nasze i innych użytkowników dróg.
 

początek strony