Az autó felfüggesztési rendszerének felépítése és működése

Mi a futómű és mi a feladata?

A futómű a gépjárművek egyik fő szerkezetcsoportja, ez teszi lehetővé a gépkocsi haladását, kormányzását és fékezését. Biztonsági szempontból egy nagyon fontos rendszerről van szó, mely számos szerkezeti elemből áll, amik megfelelő működés esetén lehetővé teszik az autó iránytartását, kanyarodását és kormányozhatóságát. Az autó felfüggesztési rendszere a futómű, melynek az a feladata, hogy kapcsolja össze az úttesten haladó kerekeket az autó felépítményével és a karosszériával. Ezek a futóműalkatrészek támasztják alá a gépjármű súlyát, így megfelelő magasságban tartják a karosszériát az úttesthez képest. A futómű, vagyis az autó felfüggesztése nem egyetlen alkatrész, hanem több, összhangban dolgozó, és egymással összefüggésben lévő elem.

A futómű állapotát rendkívül lényeges, és mivel számos elemből épül fel, a hibái sem mindig egyértelműek, mert több alkatrész is meghibásodhat. A jármű utazási komfortját nagy mértékben befolyásolják a futóműbe épített rugók. Azonban az út egyenetlenségeiből adódó lökéseket, mérsékelni, illetve a jármű lengéseit időben korlátozni kell. Ezt a feladatot a futóműbe épített lengéscsillapítók látják el.

A futómű főbb alkatrészei

A futómű főbb részei a kormányszerkezet, a kerékfelfüggesztés, a rugó és lengéscsillapító, a fékberendezés illetve a kerék. A két komolyabb szerkezeti eleme a kerékfelfüggesztés és a lengés csillapító. Fő szerkezeti elemnek tekinthető a rugó is, ami leggyakrabban a lengéscsillapítóval egybeépítve található meg az autóban.

A kerekek és gumiabroncsok

A gépjármű teljes terhelését a kerekek viselik. A haladáshoz szükséges vonóerő és a lassításhoz vagy megálláshoz szükséges fékezőerő is a kerekek és az útburkolat között keletkezik. A gépkocsi és az útfelület közötti kapcsolatot valósítja meg tapadása révén, miközben hozzájárul a gépkocsi rugózásához is. Kis útegyenetlenségeknél a tömlőbe bezárt légpárna rugalmasságával csökkenti a lökésszerű erőátadást a kocsiszekrény felé.

A gumiabroncs felépítése és típusai

A vázszerkezet anyaga kordszövéssel készül: a 0,8-1 mm átmérőjű sodort teherhordó szálakat egymástól vékony 0,1-0,2 mm átmérőjű szálak tartják távol. A különböző szövetelemek között és az abroncs külső és belső felületén 20-25 féle különböző anyagból készült rétegek húzódnak. A speciális keveréke természetes és szintetikus gumik, töltőanyagok, öregedésgátló, lágyító anyagok, tapadást és kopást javító anyagok alkotják. A különböző típusú gumiabroncsokat a szövetváz szerkezete alapján lehet megkülönböztetni.

Autóklíma hibaelhárítási útmutató

A radiál abroncsoknál nagy oldalvezető erőknél is kisebb az oldalkúszási szög és a gördülési ellenállás, mint a diagonál abroncsoknál. A futófelület alatt párna réteget alakítanak ki. A felfekvő felületen a felületi nyomás eloszlása lényegesen egyenletesebb, mint a diagonál abroncsnál. Gördülési ellenállása kisebb és kisebb önsúly mellett nagyobb terhelhetőség jellemzi. Esős időben nagyobb fékerő valósítható meg és kevésbé hajlamos az aquaplaning jelenségre. A cél a lehető legnagyobb tapadás megvalósítása a gumiabroncs és az útfelület között. A keresztirányú mintaelemek a minél nagyobb vonóerő és fékező erő megvalósítását támogatják. Olyan keresztmetszetű csatornákat alakítanak ki, hogy minél nagyobb sebességnél képes legyen az abroncs és az útfelület közül a vízréteget kivezetni, ezzel csökken az aquaplaning a vizenúszás veszélye.

Gumiabroncs jelölések és kopás

A gumiabroncs futófelületének a mintaárok mélysége szorosan összefügg a jármű fékezhetőségével. Számos kísérlet mutatja, hogy a mélység csökkenésével a teljes fékezés fékútja exponenciálisan növekszik. Például autóbusszal 8 mm profilmélységű új gumiabroncsokkal végzett fékezési kísérletek során 100 km/h sebességről a megállásig tartó teljes fékezés fékútja 70 m volt. 4 mm profilmélységű kopott abroncsokkal a fékút már 80 m-re adódott, míg 1 mm mélységnél a fékút már a 120 métert is elérte. A gumikopás alapján a futómű és a fékrendszer beszabályozására, meghibásodására is lehet következtetni.

A futófelület gumielemei között, azoknál alacsonyabban összefutó gumigátat alakítanak ki, amelyik a megengedettnél nagyobb gumikopás esetén összeér az elemek felső síkjával, ezt nevezzük kopásmutatónak (TWI). Az alábbi táblázat összefoglalja a legfontosabb gumiabroncs jelöléseket:

A keréktárcsa

A keréktárcsa, vagy köznyelvben felni, a gumiabroncsot megtartó kerékpántból és a kerékpántot a kerékaggyal összekapcsoló tárcsából áll. A kerékpánt a gumiabroncs nyitott keresztmetszetét zárja le. Tömlő nélküli gumiabroncsot csak dudorral ellátott keréktárcsára lehet szerelni, melyet a váll részen alakítanak ki. A kerületén osztott kerékpánt, mint például a Trilex elnevezésű, korábban a haszonjárművek leggyakrabban használatos kerékalkatrésze volt, nagy előnye, hogy szereléshez nem szükséges külső energiával működtetett szerelő berendezés.

Kerékrögzítés és kerékcsapágyazás

A forgó kerék és a felfüggesztési rendszer külső csuklóit magába foglaló csonkállvány között a kerékcsavarok, a kerékagy, a csapágy és a tengelycsonk teremti meg az erőkapcsolatot. A kerékcsavarok anyaga legalább 8.8 szilárdságú acél. A kerekek csapágyazásának konstrukcióját elsődlegesen meghatározza a kerék funkciója. Hajtott kerekeknél a hajtótengely és a kerékagy csapágyazása együttesen alkotják a kerék csapágyazását, megvezetését. A hajtótengely elsődleges funkciója a kerék felé a forgatónyomaték közvetítése, ez csavaró igénybevételnek teszi ki a tengelyt.

Késések az elektromos Land Rover terveiben

A kerékcsapágyak fejlődése

A gépjárműtechnika rohamos fejlődése, a nagy sorozatú járműgyártás technológia igényei a kerékcsapágyak speciális konstrukcióit eredményezte. Első generációs kerékcsapágy esetén a kerékagy és a tengelycsonk közé 2 darab, szabványos gördülőcsapágyat építenek be. Kisebb személygépkocsiknál ez egyszerű mélyhornyú golyóscsapágy, nagyobb személygépkocsiknál, haszonjárműveknél kúpgörgős csapágy lehet.

Második generációs csapágyakat elsősorban a McPherson-féle futóművekhez fejlesztették ki. Két ferde hatásvonalú golyóscsapágy integrálásával alakult ki egy olyan speciális csapágyegység, amelyik kenése egész élettartamára elegendő, a két külső gyűrű eggyé vált, a tömítést a csapágy gyűrűk közé illesztett teflon gyűrűk szolgálják. Ennek a generációnak az előnye, hogy nincs szükség szereléskor a tengelyirányú csapágyhézag beállítására, kisebb a tömege, utólagos kenést nem igényel. Hátránya, hogy nem univerzális, minden járműtípushoz egyedileg kell kifejleszteni és gyártani.

Harmadik generációs csapágyazás további specializáció révén alakult ki. A külső gyűrűk teljesen eltűntek, a golyók vagy kúpgörgők pályáját a kerékagyban képezik ki. Negyedik generációs csapágyazásnál már mindkét csapágy gyűrű elmarad, a gördülőelemek pályáját a kerékagyhoz illetve a tengelycsonkban munkálják ki. Újabban olyan integrált szerkezeteket is gyártanak, amelyeknél a kerékagy, és a homokinetikus féltengelycsukló háza is egy alkatrészt képez.

A kerékfelfüggesztés típusai

A kerékfelfüggesztés valósítja meg a kapcsolatot a kocsiszekrény és a kerék között. A kerék pontos vezetését végzi, miközben a könnyű és kifogástalan kormányozhatóságot biztosít és elszigeteli a kocsiszekrénytől a gördülési zajt. Előre meghatározott kerék elmozdulásokat tesz lehetővé, és erőátadást biztosít a kerék és felépítmény között. Kedvező, ha a futómű kis helyigényű és kis tömegű. A kerék függőleges elmozdulásaival igyekszik kiegyenlíteni az útfelület egyenetlenségeit. Személygépkocsiknál általában a lengőkarokat, lengőrudakat nem közvetlenül a kocsiszekrényhez, hanem egy futómű testhez, a bölcsőhöz, segédvázhoz rögzítik. Ez megkönnyíti a szalagon történő szerelést, az előzetes beállítást és később a javítást is, emellett kedvező a passzív biztonság és a zajszigetelés miatt is. A lengőkarok és lengőrudak létesítenek kapcsolatot a kerék és a kocsiszekrény között.

A kerékfelfüggesztésből két fajta létezik, az egyik a merev felfüggesztés, a másik pedig a független felfüggesztés.

Vélemények a Bardi Auto traktor alkatrészeiről

Merev felfüggesztés

Személygépkocsikban hátsó tengelyként alkalmaznak merev tengelyeket, mert első tengelyként nem férnének el a motor alatt. Nagy terhelhetősége miatt teherautóknál mindkét tengelyen elfogadott építési mód. A bendzsó-tengely háza két, egymással összehegesztett acéllemezből áll. Általában laprugókkal rögzített a kocsiszekrényen.

Független felfüggesztés

A független kerékfelfüggesztés kisebb helyet foglal és kisebb a rugózatlan tömeg. Az útfelület és a kerék között keletkező erőknek megfelelően a kerekeknél különböző geometriai beállítást kell megvalósítani.

McPherson-felfüggesztés

A McPherson-felfüggesztés a kettős keresztlengőkaros felfüggesztés módosulata, a felső lengőkar hiányával. Ennél a kerékfelfüggesztésnél a kerék közepe alatt elhelyezett keresztlengőkar (többnyire háromszög alakú lengőkar), a rugóstag és a nyomtávrúd biztosítja a kerékvezetést. A felső keresztlengőkart lengéscsillapítóval helyettesítették, amelyre a tengelycsonk van rögzítve.

Kettős keresztlengőkaros felfüggesztés

Ismert még dupla-A lengőkaros felfüggesztésként is, utalva az alsó- és felső lengőkarok formájára, ami valójában két-két háromszöget zár be. Az alsó keresztlengőkarra támaszkodó rugós tag biztosítja a szükséges függőleges irányú tartást. Ezt a fajta kerékfelfüggesztést kis szerkezeti magasság és a nagy rakodási szélesség jellemzi, ami olyan felfüggesztés alkalmazását teszi lehetővé, amely különösen kedvező a futómű sportos beállítása szempontjából. A Forma 1-es autók építésénél például a mai napig ez az egyetlen változatlan formában alkalmazott megoldás.

Rugók - a jármű súlyának hordozói

A felfüggesztés egyik fő alkotóeleme a rugózás. A rugó támasztja alá a gépkocsi súlyát, és tartja fenn a karosszéria és az úttest közötti megfelelő távolságot. A kemény rugójú autó rendszerint sportosabb és rázósabb, a puhább pedig imbolygósabb és kényelmesebb. A régebbi autókban találhatunk még laprugókat, ahol ívelt acéllapok vannak párhuzamosan kötegelve. A torziós rugó lényegében egy acélrúd, amit megpróbál dugóhúzóként felcsavarni a rá ható erő, de a rúd ezt nem engedi.

A rugók esetében a másik legáltalánosabb hiba a rugó anyagának "kilágyulása". Tünete a karosszéria és az úttest közötti magasságának csökkenése.

Lengéscsillapítók - a stabilitásért

A rugózás mit sem ér csillapítás nélkül. A lengéscsillapítók anélkül csillapítják a rugózás ártalmas lengéseit, hogy megakadályoznák a rugók szabályos működését. Elnyelik a rugók, illetve a gumiabroncsok által gerjesztett többletenergiát, így a kerekek nem pattognak az úton. A lengéscsillapítók biztosítják a kerekek megfelelő tapadását, bármilyen egyenetlen is legyen az út. Így nem csak kiváló úttartást biztosítanak, hanem a hatékony fékezést is elősegítik. Az autóban elöl és hátul is két-két lengéscsillapítót találunk.

A lengéscsillapító működése

A lengéscsillapítót a műszaki nyelvben „kettős hatású” hidraulikus csillapítóteleszkópnak nevezik, mivel a húzó és a nyomó terhelésekre csillapítólag hat. A lengéscsillapító leegyszerűsítve, egy egyszerű olajszivattyú. A hidraulikus csillapítóteleszkópban a be- és kirugózáskor egy dugattyúrúdon (szár) vezetett dugattyú mozog fel- és le, egy olajjal, gázzal vagy olajjal és gázzal töltött hengerben. Utóbbi esetben a gázt az olaj hűtésére használják a hatékonyság növelése miatt. A hengerben a dugattyú be- és kifelé történő mozgásakor az olaj szűk csatornákon és szelepeken áramlik keresztül a dugattyú egyik oldaláról a másik felé. A szelepek átmérőjével szabályozható az áramlás sebessége, így a lengéscsillapító (gátló) keménysége. Minél lassabban áramlik át az olaj, annál keményebb a gátló. Minél nagyobb nyomás érkezik a karosszériától és a kerékfelfüggesztéstől a lengéscsillapítóhoz, annál nagyobb a dugattyú mozgásának sebessége. Ezzel megnő az olaj áramlási ellenállása, és így a csillapító hatás. A lengéscsillapítás lehet egy- vagy kétirányú. Általánosan elterjedtek az aszimmetrikus kétirányú lengéscsillapítók.

Adaptív lengéscsillapítás

Az autógyártás fejlődésével együtt a lengéscsillapítás is új utakat talált magának, a ma használt legkomplexebb rendszert az adaptív felfüggesztés képviseli. Az adaptív lengéscsillapítás során a ki- és berugózást beépített elektromágnes szelepekkel elektronikus vezérléssel befolyásolják.

Kormányszerkezet

Személygépjárművek esetén az első kerekek kormányzásával választható meg a jármű haladási iránya. A kormánymű felépítése szerint lehet fogasléces, menetorsós, golyósoros, fogasíves vagy globoid csigás kormánymű. Minden kormányberendezés hatásmechanizmusa, hogy a kormánykerék elmozdításával együtt a kormányoszlopban elfordul a kormányrúd is, amely benyúlik a kormányműházba.

Kormánymű típusok

A kormányműházban történő erő továbbításának módja szerint különböztetjük meg a fogasléces és a csigaműves kormányberendezést. A fogasléces berendezés sajátossága, hogy a kormányműházban a fogasléccel történik az úgynevezett nyomtávkarok elmozdítása - ezek gömbcsuklókkal csatlakoznak a fogasléc végéhez -, amely a kerekek elfordulásához vezet. A csigaműves berendezés sajátossága, hogy a kormányműházban a kormánymű-csigával történik a kormányműből kimenő lengőkar elmozdítása, amely a kerekek elfordulásához vezet.

Szervokormány

A kormánykerék forgatását szervokormánymű beépítésével könnyítik meg a gyártók. A szervokormány nagyban hozzájárul a jármű vezetésének kényelméhez, legfőképpen alacsony sebességű manőverezéskor vagy parkoláskor jelent nagy könnyebbséget, hogy az első kerekek irányba fordítását nem puszta izomerővel kell elvégeznünk.

Hogyan ismerjük fel a futómű hibáit?

A felfüggesztési problémákra utaló jelek észlelése döntő fontosságú az utazás biztonsága és kényelme szempontjából. Szerencsére több mint valószínű, hogy érzékeled, ha a jármű felfüggesztési rendszere nem működik tökéletesen.

Egyenetlen gumikopás

A jármű felfüggesztése biztosítja, hogy a gumiabroncsok megfelelően érintkezzenek az útfelülettel, és hogy a kerekek, illetve a gumik megfelelő helyzetben legyenek. A rendszer bármely kopott vagy rosszul beállított alkatrésze miatt a felfüggesztés meglazulhat, a gumiabroncsok megdőlhetnek, ami egyenetlen kopáshoz vezet. Okkal gyanakodhatsz azonban felfüggesztési problémákra, ha a gumiabroncsok ugráló mozgását észleled. Az egyenetlen kopás miatt a gumiabroncsok egyes részei jobban kopnak, mint mások. Ez viszont aligha nem azt fogja okozni, hogy az autód fel-le ugrál vezetés közben, mivel a probléma általában a rossz rugóstagokban vagy lengéscsillapítókban van.

Óvatosan húzd végig a kezed a gumiabroncs felületén, és próbálj kitapintani minden szabálytalanságot a futófelületen (pl. kidomborodó részeket vagy mélyedéseket). Ha túlzott rázkódást érzel vezetés közben, főleg nagyobb sebességnél, amit a gumiabroncsok egyenetlen kopása okozhat - feltétlenül ellenőrizd a kerekeket! Ha a kerék teteje megdől, vagy a külső él túl kopott, akkor futómű-beállításra van szükség.

Rázós, kényelmetlen út

Nem minden döcögős utazás jelenti azt, hogy a jármű felfüggesztési rendszerével van probléma, de lehet ennek az első jele. A felfüggesztési rendszerrel kapcsolatos problémákra utaló zökkenések általában súlyosabbak, és jelentős közúti veszélyekre vagy bizony, az elhasználódott felfüggesztés-alkatrészekre utalhatnak. Előfordulhat a jármű túlzott ugrálása, rezgése és instabilitása, ami megnehezíti az irányítást. Ha a jármű felfüggesztése meghibásodik, a gumiabroncsok nem nyerik vissza teljesen a tapadást egy bukkanó után, ami megnehezíti a kormányzást vagy a kezelhetőséget.

„Előrebukás” vagy „leülés”

Ilyen esetekben a jármű fékezéskor előrebukik, vagyis az eleje túlzottan megzuhan vagy előre „merül”, míg a hátsó rész leülése jellemzően gyorsításkor vagy nehéz teher szállítása esetén fordul elő. Mindkét tünet arra utal, hogy az autó felfüggesztési rendszere nem úgy teljesít, ahogy kellene, sőt előfordulhat, hogy már a biztonságod is veszélyben van. Ha nem megfelelő állapotú lengéscsillapítókkal autózunk, fékezéskor az autó „bólint”, gyorsulás közben megemelkedik, a kanyarokban pedig könnyebben kisodródik. Az előrebukás például az elégtelen fékteljesítmény és -szabályozás jele lehet, ami megakadályozhatja, hogy biztonságosan megállítsd a járművet.

Sodródás vagy húzás

Egy másik jele annak, hogy a jármű felfüggesztése javításra szorul, a sodródás vagy oldalra húzás vezetés közben. A sodródás olyan érzés, mintha jármű szándékod ellenére „lebegne” vagy elkanyarodna, ami gyakran a gumiabroncsok egyenetlen kopását vagy a futómű kopott alkatrészei miatti rosszul beállított kerekeket jelzi. Húzás akkor következik be, ha a jármű oldalra billen, ami inkább egyensúlyhibára utal. Ha a felfüggesztéssel vannak gondok, nehezebb kormányozni a járművet, és gyakran érzed instabilnak.

Olajos lengéscsillapítók vagy rugóstagok

Sérült vagy elhasználódott lengéscsillapítók és rugóstagok gyakran teszik kellemetlen élménnyé a vezetést. Ezek az alkatrészek nincsenek szem előtt, de ha felfüggesztési problémákra gyanakszol, a lengéscsillapítókat és a rugóstagokat te magad is ellenőrizheted. Ha nedvesnek vagy olajosnak tűnnek, az általában azt jelenti, hogy ki kell őket cserélni. A másik általános otthoni ellenőrzési forma, ha az autó elejét és hátulját megpróbáljuk meghintáztatni. Előfordulhat azonban, hogy ránézésre nem derül ki minden lehetséges probléma, különösen, ha belső meghibásodásról van szó. A legjobb, ha elviszed a járművet egy megbízható szerelőhöz, aki töviről hegyire átvizsgálja és pontos diagnózist ad az állapotáról.

Csörgő, kopogó vagy zörgő hangok

Ha csörgő, kopogó vagy zörgő zajt hallasz a felfüggesztés felől, az az első jele annak, hogy egyes alkatrészek meglazultak, elkoptak vagy sérültek. A futómű kopogás egyébként az egyik legjellemzőbb jelzés, hogy valami nem stimmel a futóművel, de számos dolog okozhatja. Ha csörgő vagy koppanó hangokat hallasz, amikor gyorsítasz, lassítasz vagy egyenetlen úton haladsz, biztos lehetsz benne, hogy a felfüggesztés figyelmet igényel. Elkophat a lengőkar gömbfeje, a függőleges stabilizátor rúd, vagy a szélső kormányösszekötő gömbfej is. Ezeket sajnos javítani nem lehet, csak cserélni. Emellett a trapéz szilentek elhasználódása is okozhat kopogást. Emellett a lengéscsillapítók is sérülhetnek, vagy elöregedhetnek, ami szintén jellegzetes kopogó hanggal jár a futóműből.

A futómű beállítás és karbantartás fontossága

A futómű beállításkor jellemzően az alkatrészeket szokták beállítani az optimális értékekre, melyeket minden típushoz a gyártója ad meg. Ezeket be is kell tartani. Az első felfüggesztés gyakrabban hibásodik meg, mint a hátsó, legalább is erről árulkodnak a statisztikák. A leggyakoribb ok, ami miatt meghibásodik az, ha nem nézetjük át rendszeresen, így a szervizelésből is gyakran kimarad az autónak ez a része. Pedig a felfüggesztés jó állapota nagyon fontos az autó irányíthatósága szempontjából, ami ugyebár a biztonságos közlekedés alapja.

Miért fontos a rendszeres ellenőrzés?

A futómű elállítódása a mindennapi közlekedésből ered. Az időjárási körülmények és környezeti hatások is tehetnek arról, hogy elállítódik a futómű, de a leggyakoribb ok a padkázás, a csatornafedeleken történő áthaladás, és a nem sima útfelületeken történő közlekedés. Ráadásul, ha elállítódik a futómű, az terheli a felfüggesztést, a kerekek csapágyait, a lengéscsillapítót és a gömbfejeket egyaránt, ami miatt hamarabb el fognak kopni, és cserére szorulnak. De nemcsak az alkatrészcsere költségeivel számolhat, hanem azzal is, hogy a gumik is hamarabb elkopnak, és az üzemanyag fogyasztás is nagyobb lesz. Érdemes minden abroncscserekor, ősszel és tavasszal ellenőriztetni a futóművet.

A futómű beállítás folyamata

Ha alapvetően nincs gond a futóművel, csak az évente esedékes beállítást szeretné elvégeztetni, akkor egy viszonylag olcsó karbantartási műveletről van szó. A futómű beállítást a legtöbb szervizben nem manuálisan, hanem egy futómű beállító gép segítségével végzik. A gépi beállítás lézerpontos eredményt biztosít, ami elengedhetetlen a gyári beállítás visszaállításához. Ha pedig rosszul állítja be a futóművet, akkor a kanyarokban csikoroghat a gumi, félrehúzhat a kormány, de akár féloldalas gumikopást is tapasztalhat. Ekkor pedig úgyis szerelőre lesz szükség, hogy orvosolja a hibát, így a házi beállítással nem spórol, sőt, lehet, hogy nagyobb gondot okoz, mint ami már eleve megvolt.

tags: #auto #felfuggesztes #reszei

• Centro 50 alkatrészek és fogyasztás
• Teljesítmény és kényelem a terepen
• Dacia Logan MCV ajtó megoldások
• GINTOOYUN autós adapter teszt
• Rövid menetes gyújtógyertya információk