Hátsó híd alkatrészek típusai
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.
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.
Top 5 ok, hogy miért kopog a futómű | AUTODOC tippek
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. A kerékagy pedig úgynevezett függő csapággyal (függő csapszeg) el volt a hídhoz rögzítve. Erre pedig azért volt szükség, hogy a kormányzott tengelyen a kerékagy el tudjon fordulni a kormányzás hatására, tehát jobbra és balra.
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 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. Mivel a két kerék össze van kötve fixen, ezért azok egymástól függetlenül képtelenek nagy berugózásra.
Renault Scenic 2 lökhárító alkatrészek bontva
Erősen korlátolva vannak és a kényelmetlenség is ebből fakad. 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. Merevhidas autó futómű állítási lehetősége igen korlátozott.
A merevhidas tengelyeket váltotta a McPherson futómű. Ezt a rendszert használjuk mai napig szinte minden autóban, azonban technikai részletei és kivitelei változhatnak és változnak is. De az biztos, hogy az egész futómű újítás forradalmát ez a rendszer hozta el. Első futómű tekintetében lényegében minden megváltozott, de legfőképpen a futómű bekötési pontok.
A kocsi motortere alá került egy segédalvázkeret, de hívhatjuk bölcsőnek is. A kereket, vagyis a kerékagyat lengőkar köti össze. A lengőkar kerékagy felőli részénél lengőkar gömbfej van, a segédalvázhoz pedig lengőkarszilenttel kapcsolódik. 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 oldalán található a kormányösszekötő gömbfejek fogadására kialakított hely, ami a kerekek kormányozhatóságáért felel.
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 lengéscsillapító felső része be van kötve a toronyba, de hogy a kormányzás hatására el tudjon mozdulni, ezért be van csapágyazva, ezt az alkatrészt hívjuk toronycsapágynak.
Symbioz: Captur és Arkana között
A hátsó futóműnél is 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. Gondolnánk, hogy ez nem egy nagy csoda és nem egy több generációs fejlődés. Ami viszont nem igaz, mert a lengőkarok, kerékcsapágyak és a lengéscsillapítók stb. is több megújuláson mentek keresztül.
Ennek eredménye, hogy egy futómű nem azért sportos, mert azt mondjuk rá, vagy mert le van ültetve, vagy nem azért mondjuk, hogy comfort, mert lágy. Csak, hogy egy példát említsek. Első futómű Toyota Celica Gt-Four, Insignia OPC, Megane RS, Focus RS, első futóműve pont nem olyan, mint a sima utcai társaié.
Ezek az első kerék meghajtású (esetekben awd) akkora erőt és nyomatékot adnak le az első tengelyre, amit egy sima futómű már nem viselne el. Kanyarodni vagy éppen kanyarból kigyorsítani is lehetetlen lenne vele, mert a kormányt szó szerint kitépné a kezünkből és bizonytalanná válna a kormányzása, irányíthatósága.
Ezeknél a gyártó a kerékagy felső részébe is elhelyezett egy gömbfejet, aminek a feladata, hogy az elkormányzás tengelyt minél közelebb vigye vissza a kerék központi síkjához. Így a meghajtó nyomaték a kormányra visszaható negatív ereje csökken. Persze gyártója vallogatja, de ez a rendszer úgy tökéletes, ha egy első sperrdifferenciálmű is van az autóba szerelve.
Lényegében az a megfogalmazás amit már annyiszor hangoztattam is, hogy futómű nem helyes megfogalmazás.
A térben hatféle mozgást különböztetünk meg (5.1. A különböző futóműtípusok esetén az ismertetett alap (statikus) és leszármaztatott (dinamikus) paraméterek jellemző módon és értékben fordulnak elő. 5.1. Az egyes kerékfelfüggesztési rendszerek kinematikai vizsgálatát a felépítmény súlypontjához kötött x-y-z koordináta rendszerben végezzük, vagyis azt elemezzük, hogy a felépítményhez képest az egyes kerék milyen fő - és melléktípusokat folytat.
A merev hidas futóműveknél a két kerék egymáshoz viszonyítva nem végezhet semmiféle mozgást, vagyis a futómű szabadságfoka nulla. A két kereket szilárdságilag merev tengelytest vagy híd kapcsol össze. A kerekek a felépítményhez a tengelytest felfüggesztésén keresztül kapcsolódnak. A kerékfelfüggesztés szabadságfokát a felépítményhez viszonyított mozgásokból vezethetjük le.
A tengelytest és így a két kerék x és y irányban nem mozoghat. Tehát az Ikarus 200 típusú autóbusz első merev hídjának a mozgását az egyes és a kettes számú rudakkal lehet megakadályozni. (5.2. ábra, 5.3. ábra) A z - irányú mozgás a lengés iránya. Ezt a mozgást a rugó és lengéscsillapító által szabályozva megengedjük. A tengelytest az x - tengely körül elfordulhat, de az y - és a z - tengely körüli elfordulását a harmadik és a negyedik számú rudakkal megakadályozzuk. Tehát a kerékfelfüggesztés rendszere két szabadságfokú, a többi négy szabadságfokot négy elemi (koordináta tengely irányú) rudakkal megakadályozzuk.
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. (5.4.
Két- vagy háromtengelyes merevhidas futóműveknél szerkezetileg gondoskodni kell a tengelyterhelés szétosztásáról, vagyis az egyes tengelyek terhelésének kiegyenlítéséről. (5.5. ábra) Laprugós futóműveknél erre a célra különböző himbák, terhelő rudak szolgálnak.
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.
A tengelytest x és y irányú elmozdulását, valamint az y és a z tengely körüli elfordulását megfelelő beépítésű lengőkarok és rudak akadályozzák. 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. (5.6. ábra - 5.8.
Különleges konstrukciós kialakítású a Mercedes A kategóriás személyautók merevhidas hátsó futóműve (5.9.
A parabolikus geometriájú merev tengely középső pontja nagytérfogatú gumiágyazással, úgynevezett elasztométerrel kapcsolódik a kocsitesthez, amely megakadályozza a tengelytest x és y irányú mozgását és az y tengely körüli elfordulását.
A speciális geometriájú Watt-féle lengőrudas felfüggesztés kényszert jelent az y tengely irányú elmozdulással szemben, ugyanakkor a tengely z irányú mozgását függőleges egyenesben vezeti, szemben a Panhard rúd íves vezetésével. Ezáltal megakadályozza egyenes haladáskor a kerekek nyomvonalának változását.
Jellemző a Lada gépkocsik merevhidas tekercsrugós hátsó futóművének felfüggesztési rendszere. A 4 szabadságfokkal szembeni kényszerhez elegendő lenne a 4 lengőrúd is, általában mégis ötöt szerelünk be.
A tengelytest x tengely irányú mozgását és az y és z tengely körüli elfordulását elegendő lenne három x irányú rúddal megakadályozni, amelyből kettő alul oldalt, egy pedig felül középen helyezkedne el, amely rúd viszont belenyúlna az utastérbe, ezért helykímélés érdekében ezt két szélső rúddal helyettesítették.
A leggyakoribb korszerűnek mondható felfüggesztés 4 lengőrúdból áll. A 10 tonna tengelyterhelésű hátsó futóművekbe leggyakrabban 4 db légrugót építenek be.
Ez abból következik, hogy a járművek légrugózási rendszerét is a légfékrendszer levegőellátó hálózatából táplálják. Így egy-egy rugó statikus középnyomását 5-6 bar körül lehet választani.
A légrugók optimális geometriai méretéből következően egy légrugó statikus középterhelése 2,5 tonna lehet. Így nyilvánvalóan 4 db légrugó szükséges a 10 tonna terhelésfelvételéhez. Ezeket a rugókat a futómű tengelytestéhez erősített segédkeretre lehet helyezni. A segédkeret alakjáról nevezik ezeket az elemeket H (5.14. ábra), π (5.12. ábra), C (5.13.
Az 1970-es évek elején a 6-8 tonna tengelyterhelésű autóbuszok hátsó rugózásához gyakran alkalmaztak A vagy Δ kerethez kapcsolt 2 db légrugót.
A vonóerőt a segédkeret csúcsában kialakított vonógomb adta át a kocsitestnek. Európában a legnagyobb terhelésű teherszállító járművek jellegzetes típusa a kéttengelyes nyerges vontató és hozzákapcsolt háromtengelyes félpótkocsi.
A vontató első merevtengelye leggyakrabban parabola alakú laprugó, míg a hátsó duplakerekes hajtott hídja 4 db légrugós, 4 lengőrudas felfüggesztéssel. A félpótkocsi tengelyeihez 2-2 db hosszirányú lengőkar mereven kapcsolódik, a karok nagytérfogatú gumiágyazással kapcsolódnak a felépítményhez, a karok hátsó konzoljaira egy-egy légrugó támaszkodik. (5.17. ábra) Az elasztikus gumiágyazások lehetővé teszik a tengely függőleges mozgását és a jármű hossztengelye körüli billenését. További felfüggesztő elem nem szükséges.
Az oldalanként három légrugót közös légvezeték köti össze, melyben a levegő áramlását a középső tengely által vezérelt szintszabályozó szelep irányítja.
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 deformálodik.
A csatolt hosszlengőkaros futóművek dinamikus paraméterei általában kedvezőtlenek, a kerékdőlés változásuk, az összetartás változásuk csekély, momentán centrumuk alacsony, viszont nyomtávváltozásuk kedvező.
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 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. A speciális, önszabályozott, elasztókinematikus futóműveken négy - öt kapcsolópontot is találunk. Ha a kerékfelfüggesztést csak lengőrudak alkotják, akkor kerekenként ötre van szükség. Ilyenek a multilink futóművek (pl. 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 (5.21. ábra). Jellemző futóműve volt a BMW 5. és 7. sorozatának egészen kilencvenes évek közepéig.
Háromszög - trapéz keresztlengőkaros futóműveknél a tengelycsonkon három csukló található. Az alsó és felső csuklóhoz kapcsolódnak a hárompontos keresztirányú felfüggesztő elemek, míg a középső csuklóhoz első futóműnél a nyomtávrúd, hátsó futóműveknél az önkormányzást szabályozó rúd vagy az összkerékkormányzású rendszer esetén a hátsó nyomtávrúd.
A korszerű típusoknál a tengelycsonk felső nyúlványa egészen a gumiabroncs fölé emelkedik. Ilyen konstrukció először a Mercedes 123 típusú személyautón jelent meg az 1970-es évek elején. A leggyakrabban alkalmazott futómű típus.
A kis és közepes kategóriájú autóknál a McPherson típusú futómű versenytársa, a nagyobb kategóriájú gépkocsiknál, versenyautóknál, autóbuszoknál egyre szélesebb körben alkalmazzák.
A háromszög-trapéz keresztlengőkaros futóművek újabb speciális változata az úgynevezett kéttagú, kéttengelyű tengelycsonkos háromszög-trapéz keresztlengőkaros futómű.
A tengelycsonk két részre tagolódik: a kerekeket a csapágyazással felfogó külső csonkrészre és a lengőkarok kiindul befogási csuklópontjait magukba foglaló csonkállványra. A két tagot egyszabadságfokú csuklómechanizmus kapcsolja össze, amely lehet ez függőcsapszeg vagy két gömbcsukló.
tags: #hatso #hid #alkatreszek #típusok