A Gépjárművek Hátsó Hídjának Fejlődése és Típusai, Különös Tekintettel a Daewoo Nubira Megoldásaira
Az autók technikai fejlődése folyamatos. Mint minden autó alkatrész, úgy a futómű rendszerek is fejlődnek a korral. Évtizedek óta mérnökök ezrei próbálják ki és tesztelik az új innovatív megoldásaikat. Ez mindig is így volt az évtizedek folyamán. Így jutottunk el a merev tengelytől az elektromosan vezérelt futóművekig, melyek mind hozzájárulnak a biztonságos és kényelmes utazáshoz.
A Merev Tengely: A Futóművek Robosztus Alapja
A legelső futómű rendszer a merevtengely volt. Ez a rendszer egy igen igénytelen, de nagy terhelhetőségű, robosztus futómű rendszer. Kezdetben a gyártók használták az első és hátsó tengelyeken egyaránt. Úgy kell elképzelni, hogy vagy a két első, vagy a két hátsó kereket összekötötte egy híd, ami lényegében egy vastag falú cső volt tele merevítésekkel. A híd két végén volt a kerékagy csapágyazva. Ennek szüksége a kerekek forgásának biztosítása.
Az ilyen merev híd esetében a híd testben el tudták helyezni a differenciálművet és a féltengelyeket is. Fel lehetett tölteni hajtómű olajjal és le lehetett zárni a végeket szimeringgel. Merevtengelyes autókat először laprugókkal, majd később spirálrugókkal szerelték. A merev hídon vagy laprugó bekötési pont található, vagy spirálrugóhoz rugótányér.
A merevhidas futóműveknél a két kerék egymáshoz viszonyítva nem végezhet semmiféle mozgást, vagyis a futómű szabadságfoka nulla. A két kereket szilárdságilag merev tengelytest vagy híd kapcsolja össze. A kerekek a felépítményhez a tengelytest felfüggesztésén keresztül kapcsolódnak. A tengelytest és így a két kerék x és y irányban nem mozoghat. A z - irányú mozgás a lengés iránya. Ezt a mozgást a rugó és lengéscsillapító által szabályozva megengedjük.
A merevtengelyes futómű rendszer nagyon nagy előnye az, hogy teljesen zárt rendszer, tehát külső behatás nem éri a forgó, mozgó alkatrészeket. Merevsége miatt pedig komoly súlyokkal terhelhető. Hátránya is ebből fakad. Két kiemelkedő hátrányt említenek meg. Ezek közül az egyik az, hogy a rugózás végállásai korlátoltak, másik pedig a kényelmetlenség. Merevhidas autó futómű állítási lehetősége igen korlátozott.
Mára már csak komoly terepjáróknál és teherautókban alkalmazzák a terhelhetősége és nagy szilárdsága miatt. Azonban a technika olcsósága és egyszerűsége miatt megtalálható számtalan városi kisautó hátsó futómű kialakításában.
A vér agy tengely működése - Vitalitás
Laprugós merevhidas futóműveknél a keményebb, több lapból álló rugókötegek a felfüggesztő elemek funkcióját is betöltik. A két hosszanti beépítésű laprugó lehetővé teszi a merev tengely „z” irányú mozgását és az x tengely körüli elfordulását, de a többi 4 mozgási lehetőséget megakadályozza. Tekercsrugós merevhidas futóműveket általában a kisebb személy és teherautókba, terepjáró személygépjárművekbe szerelnek. Ezek leggyakoribb konstrukciós változatában két hosszirányú lengőkart és egy keresztrudat (Panhard rúd) találunk. Jellemző a Lada gépkocsik merevhidas tekercsrugós hátsó futóművének felfüggesztési rendszere.
A Félfüggetlen Futómű: Az Ideális Kompromisszum a Kis- és Középkategóriában
A Daewoo Nubira, mint a kis és közepes kategóriájú autók egyik képviselője, jellemzően félfüggetlen, csatolt hosszlengőkaros hátsó futóművel rendelkezik. A hátsó futóműnél a gyártók elkezdték a több lengőkaros csatolt futóművek alkalmazását. Ez azt jelenti, hogy a hátsó futómű immár nem egy híd, hanem oldalaként egy menetirány szerinti hosszlengőkarból áll, és ezt bekötik a hátsó segédalváz kerethez (bölcső) általában két-két kereszt lengőkarral.
Ezeknek a lengőkaroknak a szilent kialakításával, illetve a kereszt lengőkarokon található menetes résszel lehet a futómű geometriát helyesen beállítani. A csatolt hosszlengőkaros futóműveket félig független futóműveknek is nevezik, miután az egy futómű két kereke egymáshoz viszonyítva két szabadságfokú mozgást végezhet: elmozdulhat z - tengely irányába és a tengelycsonkok elfordulhatnak részlegesen az y - tengely körül. Egy kerék felfüggesztése viszont csak egy szabadságfokú: az x - irányú mozgást és az y - tengely körüli elfordulást a hosszirányú lengőkar megakadályozza, az y - irányú mozgást és az x - és a z - tengelyek körli elfordulást a csatló rúd meggátolja. A csatlórúd keresztmetszete nyílt, T,U, V alakú, ezáltal hajlításra, nyomásra merev, de csavarásra lágy, rugalmasan deformálódik.
Ezek a futóművek igen széles körben elterjedtek a kis és közepes kategóriájú autóknál, szerkezetük egyszerű, kis tömegűek, könnyen gyárthatóak, karbantartást szinte nem igényelnek, kicsi a helyszükségletük, ami nagyobb csomagteret, rakfelületet eredményez. A csatolt hosszlengőkaros futóművek dinamikus paraméterei általában kedvezőtlenek, a kerékdőlés változásuk, az összetartás változásuk csekély, momentán centrumuk alacsony, viszont nyomtávváltozásuk kedvező.
A Független Kerékfelfüggesztés: Maximális Irányíthatóság és Kényelem
A független kerékfelfüggesztésű futóműveknél az egy futóművön lévő két kerék egymástól függetlenül mozoghat, vagyis a futómű szabadságfoka hat. Viszont egy keréknek a felépítményhez képest csak egy szabadságfoka van, csak z - irányba, a lengés irányába mozoghat, de a rugók, lengéscsillapítók korlátozása mellett.
Az ilyen futóművek kerekének tengelycsonkján általában három kapcsolópontot alakítanak ki. Ennyi elegendő a tengelycsonk határozott megfogásához. Ha a kerékfelfüggesztést csak lengőrudak alkotják, akkor kerekenként ötre van szükség. Ilyenek a multilink futóművek. A független felfüggesztésű futóművekben a lengőkarok, lengőrudak különböző variációkban fordulnak elő. A hosszlengőkaros futóművek lengési tengelye merőleges a jármű hosszirányú, x-z szimmetria síkjára. Ebből adódóan a momentán centruma a talajon van, kerékdőlés változásra nem képes, viszont nincs nyomtávváltozása. Dinamikusabb járműveken igényesebb keresztstabilizálással és rugózással együtt alkalmazzák (pl. Renault, Citroen stb).
A hosszirányú lengőkar tengelye szöget zár be a jármű hossz- és kereszttengelyével egyaránt. Kedvező a momentán centruma, a kerékdőlés változása, kedvezőtlen az összetartás változása és a nyomtávváltozása. Előnye az egyszerű szerkezet, könnyű gyárthatóság, kis karbantartási igény, nagy szilárdság. Évtizedekig a közepes és nagy kategóriájú gépkocsik jellemző futóműve volt. Jellemző futóműve volt a BMW 5. és 7. sorozatának egészen kilencvenes évek közepéig. Háromszög - trapéz keresztlengőkaros futóműveknél a tengelycsonkon három csukló található. A kis és közepes kategóriájú autóknál a McPherson típusú futómű versenytársa, a nagyobb kategóriájú gépkocsiknál, versenyautóknál, autóbuszoknál egyre szélesebb körben alkalmazzák.
Futómű Alkatrészek és Karbantartási Szempontok
A kerékagyban csapágy van, ami lehet integrált. A kerékcsapágy feladata ugyanúgy a kerekek forgó mozgásának biztosítása. A kerékagyban nem csak csapágy van, de ezen megy keresztül a féltengely is, ami átadja a kerekekre a hajtó erőt. A kerékagy felső részében többféle kialakítás létezhet a lengéscsillapító bekötési módjára, de lényegi feladata ugyanaz, hogy a lengéscsillapító alsó része tökéletes kapcsolatban legyen a kerékaggyal, és a fel/le mozgásokat így a lengéscsillapító csillapítani tudja.
A futóművek beépített tekercsrugók felfüggesztős elemként nem szolgálhatnak, miután csak a rugó tengelyének irányában képesek erőfelvételre. Ezek az elemek csak a jármű lengéseinek, rugózásának szabályozására alkalmasak. Az alkatrészellátás és a karbantartás szempontjából fontos, hogy a futómű alkatrészei - legyenek azok bontottak vagy újak - kedvező áron és garanciával elérhetőek legyenek. Bontott és új alkatrészek egyaránt beszerezhetőek kedvező árakon, beszerelési garanciával.