Znane powiedzenie mówi, że duży może więcej. I rzeczywiście. Jeśli na przykład zestawimy zewnętrzne wymiary samochodów z ich własnościami jezdnymi, to okaże się, że modele z segmentów C i D z reguły prowadzą się pewniej i przyjemniej niż małe „mieszczuchy”.
Przyczyna? Jak to zwykle bywa – pieniądze
Tam, gdzie przede wszystkim liczy się przystępna cena zakupu, nie ma miejsca na skomplikowane rozwiązania technologiczne. Z tego właśnie powodu modele z klas A i B w tylnym zawieszeniu najczęściej wykorzystują belkę skrętną, pozwalającą uzyskać niezłe własności jezdne przy jednoczesnym zachowaniu prostoty obsługi i niewygórowanych kosztów produkcji.
Niestety, nawet najlepiej zestrojona belka zawsze wypadnie nieco gorzej (np. podczas dynamicznego pokonywania zakrętów) od układu w pełni niezależnego. Jedyny ratunek dla belki to znaczne zwiększenie sztywności, lecz tak zestrojony „zawias” raczej nie nadaje się do jazdy na co dzień.
Tymczasem układ wahaczy zapewnia bardzo dobre własności jezdne (koła cały czas stykają się z jezdnią całą swą powierzchnią, niezależnie od stanu i ukształtowania nawierzchni) bez żadnych ustępstw w dziedzinie komfortu podróżowania.
Oto dobra wiadomość dla nabywców tańszych aut: już wkrótce mają pojawić się rozwiązania zapewniające dobre prowadzenie i komfort jazdy – typowe dla „wielowahaczy” – w przystępnej cenie układów półzależnych.
Przykłady?
Pierwszy to… belka wyposażona w wahacz pomocniczy. Rozwiązanie zaproponowane przez firmę ZF Sachs pozwala nie tylko poprawić komfort jazdy, lecz także zmniejszyć podsterowność na zakrętach.
Jak działa?
Już wyjaśniamy: zwykła belka skrętna podczas dynamicznego pokonywania łuków delikatnie się ugina, powodując zmiany w geometrii układu jezdnego. Natomiast wahacz pomocniczy „obraca” piastę pod wpływem sił wzdłużnych, a poprzeczne – w znacznym stopniu eliminuje. Efekt to minimalne wahania kąta zbieżności, a także poprawa bezpieczeństwa jazdy.Dodatkową zaletą nowego układu jest zmniejszenie masy nieresorowanej.
Wady?
Cóż, w naszych warunkach drogowych silentblocki mocujące dodatkowy „wahacz” mogą się dość szybko zużywać. Czy tak będzie, pokaże czas, ale już dziś trzeba się liczyć z tym, że koszt obsługi takiego zawieszenia w porównaniu do konstrukcji zklasyczną belką może być nieco wyższy.
Nowa technologia?
Firma ZF Sachs proponuje również zawieszenie tylnej osi oparte na resorze piórowym, wykonanym z mieszanki żywicy epoksydowej i włókna szklanego. Jak twierdzi producent, układ taki idealnie sprawdzi się w najmniejszych modelach samochodów, w których jak najwięcej podzespołów upchnąć trzeba na ograniczonej przestrzeni.
Inne zalety resoru piórowego to znaczne zmniejszenie masy w stosunku do belki skrętnej (a co za tym idzie – obniżenie zużycia paliwa) i przyzwoite własności jezdne. Pewną wadą jest natomiast konieczność zastosowania dodatkowych wahaczy wzdłużnych i drążków poprzecznych, które mogą nieco podnieść koszt obsługi takiego układu.
Właściciele małych aut o charakterze sportowym ucieszą się natomiast na wieść o planowanym wdrożeniu do produkcji superlekkich kolumn resorujących wyposażonych w zintegrowane piasty.
Wykonano je ztworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym, co pozwala zaoszczędzić nawet 50 proc. masy w stosunku do zwykłych MacPhersonów. Zła wiadomość jest natomiast taka, że kolumny te znajdą się w seryjnej produkcji dopiero za 2-3 lata i trafią zapewne do modeli z wyższej półki.
Resor piórowy, czyli idealne rozwiązanie do małych aut
Zapewne wiele osób pamięta jeszcze, jak zbudowane było przednie zawieszenie Fiata 126, pieszczotliwie zwanego Maluchem: zastosowano w nim poprzeczny resor piórowy. Rozwiązanie idealnie pasowało do niewielkiego pojazdu – było tanie w produkcji, lekkie i nieźle sprawdzające się w trakcie codziennej eksploatacji. Dziś trwają prace nad powrotem do tej nieco już zapomnianej konstrukcji!
Okazuje się bowiem, że pojedynczy poprzeczny resor piórowy idealnie sprawdzi się jako element tylnej osi współczesnych aut miejskich, w których oprócz niskiej masy zastosowanych części liczy się również jak najlepsze wykorzystanie przestrzeni.
Zaproponowany przez firmę ZF Sachs resor spełnia oba te wymagania: jest lekki (wykonano go z mieszanki żywicy epoksydowej oraz włókna szklanego) i dzięki prostej budowie zajmuje niewiele miejsca (m.in. zewzględu na zastosowanie amortyzatorów o niewielkiej średnicy, które w niewielkim stopniu ograniczają pojemność bagażnika).
Resor piórowy powinien być stosunkowo tani w produkcji, natomiast koszty jego obsługi zależeć będą głównie od tego, jak trwałe okażą się wahacze wzdłużne i drążki pomocnicze, czyli elementy, których nie znajdziemy w przypadku belki skrętnej.
Warto jednak podkreślić, że obie części są proste pod względem konstrukcyjnym i nie powinny sprawiać nadmiernych problemów podczas ekspoatacji. Własności jezdne mają być lepsze niż w „mieszczuchach” korzystających z belki skrętnej. Czy tak będzie w rzeczywistości, pokażą dopiero jazdy testowe.
Belka skrętna o własnościach układu w pełni niezależnego?
Tak przynajmniej zapewnia producent układu nazwanego MCT (Multi Compliance Twist Beam). Pomysł okazuje się tyleż prosty, co genialny: w przeciwieństwie do zwykłej belki skrętnej, w której piastę zamocowano na sztywno, w MCT znajdziemy dodatkowy wahacz pomocniczy, pozwalający piaście na wychylanie się pod wpływem sił oddziałujących na nią w trakcie pokonywania zakrętów.
Całość ma zapewniać własności jezdne zbliżone do tych, jakie dotychczas oferowały jedynie układy w pełni niezależne. Co ważne, nieucierpi na tym komfort podróżowania – tradycyjna belka skrętna, by móc równać się pod względem prowadzenia z układem wahaczy, musi być zestrojona bardzo sztywno. Tymczasem produkt firmy ZF wydaje się być się zdecydowanie bardziej przyjazny kierowcom i... ich plecom.
Jeśli chodzi o trwałość układu MCT, to wymiana dodatkowych silentblocków mocujących wahacz pomocniczy – nawet jeśli okaże się konieczna co kilkadziesiąt tysięcy kilometrów – nie powinna być przesadnie uciążliwa w obliczu możliwości, jakie zapewnia oś MCT. Rozwiązanie to powinno już niebawem trafić do produkcji seryjnej. Zastosowanie znajdzie przede wszystkim w autach małych i kompaktowych.
Laminatowa kolumna resorująca ze zintegrowaną piastą
Opracowana przez ZF Sachs superlekka kolumna nie ma zbyt wiele wspólnego z dobrze nam znanymi MacPhersonami. Zasadnicza różnica polega na tym, że wszystkie elementy składowe połączono w jedną całość, a zamiast stosowanych dotąd sprężyn metalowych zamontowano wypełnione powietrzem mieszki sprężyste.
Co ważne, według zapewnień ZF Sachs nie będzie najmniejszego problemu z wytrzymałością nowego rozwiązania. Tajemnica polega na w zastosowaniu włókna szklanego, które wydatnie poprawia wytrzymałość zintegrowanej kolumny, nie zwiększając jednocześnie jej masy.
Z czego to jest zrobione?
Materiał, z którego wykonano element, to tzw. GRP (skrót od ang. glass-reinforced plastic) – laminat wzmocniony włóknem szklanym. Nowe kolumny powinny znaleźć zastosowanie w małych i lekkich modelach z segmentów A i B, w ich przypadku bowiem najbardziej liczy się każdy zaoszczędzony kilogram, pozwalający obniżyć masę nieresorowaną, a przede wszystkim – zużycie paliwa.
Jak obiecuje producent, nowe kolumny będą nawet o 50 proc. lżejsze od zwykłych MacPhersonów. Ponadto opracowana przez ZF Sachs kolumna powinna być odporna na korozję (mieszki zamiast sprężyn) i – dzięki wysokiej sztywności – zapewniać dobre własności jezdne.
Na koniec pozostaje tylko kwestia ceny nowego produktu… Wszystko wskazuje na to, że w przypadku problemów z mieszkiem bądź amortyzatorem trzeba będzie każdorazowo wymieniać całą kolumnę! A ta – przynajmniej początkowo – tania raczej nie będzie.
Podsumowanie
Dotychczasowa tendencja rozwoju układów jezdnych – czyli dążenie do uzyskania jak najlepszego prowadzenia, nawet kosztem stosowania ciężkich i skomplikowanych konstrukcyjnie „wielowahaczy” – może się wreszcie odwrócić.
To dobra wiadomość, bowiem na niedostępne wcześniej w przypadku belki skrętnej własności jezdne będą mogli liczyć również użytkownicy mniejszych i tańszych pojazdów. Czas pokaże, czy nowe rozwiązania wytrzymają starcie z... niezbyt równymi polskimi drogami.