Wiedza

Sprężyny zawieszenia – budowa, rodzaje, zasada działania

Zawieszenie samochodowe złożone jest z wielu elementów. Jednymi z najważniejszych są sprężyny śrubowe, dominujące we współczesnych konstrukcjach. Jak zbudowane są sprężyny zawieszenia, za co odpowiadają i jak rozpoznać ich usterkę? Sprawdź najważniejsze informacje.

Czym jest sprężyna zawieszenia?

Układ zawieszenia samochodowego składa się z trzech podstawowych grup elementów: sprężynujących, tłumiących oraz wodzących. Sprężyny śrubowe należą do pierwszej kategorii, czyli do elementów resorujących w konstrukcji samochodu. Ich budowa jest bardzo prosta, bowiem zbudowane są z grubego stalowego drutu uformowanego w odpowiedni kształt. Sprężyny śrubowe różnią się grubością drutu, liczbą zwojów, a także ich zagęszczeniem. Wewnątrz sprężyny może znajdować się amortyzator i wówczas mówimy o kolumnie zawieszenia. Takie rozwiązanie stosowane jest w kolumnach MacPhersona.

W nowoczesnych samochodach sprężyny śrubowe – dostępne m.in. w ofercie Magnum – wyparły inny typ sprężyn, czyli resory piórowe. Te charakteryzowały się dużą odpornością na przeciążenie, ale wymagały smarowania, zajmowały sporo miejsca i nie gwarantowały tak dobrych właściwości jezdnych jak współczesny typ sprężyn. Resory piórowe wciąż można jeszcze znaleźć w pojazdach ciężarowych oraz w samochodach dostawczych. Głównie stosowane są one na kołach tylnej osi. Inne rodzaje elementów sprężynujących stosowanych w motoryzacji to drążki skrętne, pneumatyczne elementy resorujące czy gumowe odboje, również dostępne w ofercie Magnum.

Za co odpowiada sprężyna śrubowa zawieszenia?

Trudno wyobrazić sobie współczesne samochody bez zawieszenia. Elementy sprężyste, w tym sprężyny śrubowe, są niezbędne do tego, aby wstrząsy i drgania generowane podczas jazdy nie przenosiły się do kabiny pasażerskiej. Sprężyny zawieszenia montowane są pomiędzy wahaczem a podłużnicą i łączą masę nieresorowaną (felgi, opony, hamulce itd.) z masą resorowaną, czyli całą resztą samochodu. Dzięki temu nadwozie jest niejako odseparowane od nawierzchni, a ruch samochodu na drodze jest bardziej płynny.

Zadaniem sprężyn zawieszenia jest także docisk kół do nawierzchni i utrzymanie stałego prześwitu. Sprężyna rozciąga się w momencie, gdy koło wjedzie w dziurę i ściska, jeśli koło najedzie na wybój. Aby jednak samochód nie wpadał w kołysanie, a koło nie odrywało się od nawierzchni, działanie sprężyn tłumione jest poprzez amortyzator. Energia kumulowana w sprężynach przenoszona jest na amortyzator i zamieniana w ciepło. Sama sprężyna nie prowadzi koła, dlatego współpracuje z wahaczem lub układem wielowahaczowym.

Sprężyny o stałej czy zmiennej średnicy?

Większość samochodów osobowych ma zawieszenie oparte na sprężynach o stałej średnicy. Takie sprężyny mają liniową charakterystykę, co oznacza, że stawiają podobny opór na całej swojej długości. W niektórych przypadkach stosuje się jednak sprężyny progresywne, o zmiennej grubości rdzenia, różnej gęstości zwojów lub o nietypowym kształcie.

Takie sprężyny są zazwyczaj bardziej kompaktowe, co przydaje się w nisko zawieszonych samochodach, a także mają nieliniową charakterystykę pracy. Oznacza to, że im mocniej ściśnięta jest sprężyna, tym większy opór stawia. Najgrubsze zwoje znajdują się pośrodku sprężyny. Zawieszenie progresywne cechuje się dobrą responsywnością przy drganiach o niewielkiej amplitudzie i dużą sztywnością przy większych obciążeniach. Z tego względu sprężyny progresywne lepiej znoszą przeładowanie.

Sprężyny śrubowe w zawieszeniach gwintowanych

W samochodach sportowych stosuje się także zawieszenia gwintowane z regulacją wysokości i twardości. Dzięki regulacji osadzenia sprężyn można zmniejszać prześwit samochodu, a także regulować twardość resorowania. Niżej osadzony samochód z twardszymi sprężynami lepiej się prowadzi i mniej kołysze podczas pokonywania zakrętów. Z drugiej strony niski skok zawieszenia może być problemem na dużych nierównościach i mocno wpływa na komfort podróżowania.

W Internecie dostępne są też zestawy do obniżenia samochodu. Większość z nich to po prostu krótsze sprężyny od tych seryjnych i to nawet o 5 cm. Według sprzedawców po zastosowaniu krótszych sprężyn poprawią się właściwości jezdne auta, ale nie zawsze jest to prawdą. Geometria zawieszenia projektowana jest pod konkretną długość sprężyn i wszystkie elementy układu powinny pracować w jednakowych zakresach. Jeśli zmienione zostaną same sprężyny, amortyzator nie będzie pracował w pełnym zakresie, a koło może ustawić się w niekorzystnej płaszczyźnie. W niektórych przypadkach może dojść wręcz do wybicia sprężyny z gniazda, co pociąga za sobą duże niebezpieczeństwo. Nie zalecamy własnoręcznych przeróbek zawieszenia, bez konsultacji ze specjalistami i dostosowania pozostałych części.

Objawy zużytych sprężyn zawieszenia

Sprężyny zawieszenia należą do elementów bezobsługowych i ich zużycie jest trudne do zidentyfikowania. Stalowe sprężyny z czasem tracą sprężystość, przez co samochód nieco obniża swój prześwit, a zawieszenie staje się miększe. Nie jest to jednak zauważalne podczas jazdy i nie zawsze wpływa negatywnie na prowadzenie samochodu. W odróżnieniu od resorów piórowych pomiędzy zwojami sprężyn śrubowych nie zachodzi tarcie, więc ryzyko zatarcia, przegrzania lub wyszczerbienia sprężyn jest minimalne.

Największą zmianę w pracy zawieszenia można zauważyć dopiero po awarii sprężyny. Najczęściej dochodzi do jej pęknięcia, głównie na początkowych zwojach. Głównym powodem pęknięć w pobliżu gniazd jest zaawansowana korozja, jednak może do nich dojść także po przeładowaniu samochodu. Takim ryzykiem objęte są chociażby samochody dostawcze lub wyposażone w instalację gazową. Ciężki zbiornik paliwa wypełniony płynnym gazem mocno obciąża sprężyny tylnej osi i może przyspieszać ich zużycie.

Pęknięcia sprężyn zawieszenia są bardzo groźne i mogą doprowadzić do niebezpiecznej sytuacji na drodze. W takim przypadku koło straci resorowanie i wahacz oprze się na uszkodzonej sprężynie lub gumowym odboju. Dalsza jazda jest niemożliwa. Niektóre pęknięcia są jednak nieco mniej groźne, a co więcej, nie takie proste do wykrycia. Sprężyna pęknięta na końcowych zwojach może pozostać w swoich gniazdach i nie wpływać zbyt mocno na zachowanie samochodu. Typowe symptomy takiej usterki to stuki wydobywające się z zawieszenia podczas przyspieszania, hamowania, skręcania lub przejazdu przez nierówności.

Wymiana sprężyn śrubowych – o czym trzeba pamiętać?

Jeśli zauważysz korozję lub pęknięcia sprężyn, od razu wymień elementy na nowe. Podobnie jak w przypadku amortyzatorów, zużyte sprężyny śrubowe powinno się wymieniać parami na obu kołach jednej osi. Zazwyczaj pęka tylko jedna ze sprężyn, ale pozostawienie drugiej sprężyny i dołożenie do niej nowej doprowadzi do dysproporcji siły resorowania. Nowy element będzie twardszy, wyższy i bardziej sprężysty od tego używanego. Jak sprawdzić zużycie sprężyn? Najprostszym sposobem jest regularne kontrolowanie ich wysokości. Zidentyfikowanie wówczas nadmiernego ściśnięcia nie będzie trudne. Lampką ostrzegawczą powinna być także nienaturalna pozycja samochodu lub widoczne na pierwszy rzut oka obniżenie zawieszenia.

Stan sprężyn oraz gniazd warto sprawdzić także podczas testu amortyzatorów. Skuteczność tłumienia drgań uzależniona jest nie tylko od sprawności amortyzatorów, ale także od pracy sprężyn. Mocno zużyte lub skorodowane sprężyny mogą dawać nierównomierny opór, co wpłynie na wynik pomiaru.

Wymianę amortyzatorów warto zlecić zaufanemu serwisowi. Mimo że sama wymiana sprężyny, przez którą nie przechodzi amortyzator, jest stosunkowo łatwa, po wymianie i tak trzeba skontrolować geometrię zawieszenia. Doświadczenie mechanika jest jeszcze ważniejsze podczas wymiany sprężyny w kolumnie MacPhersona, która wymaga użycia specjalnych ściągaczy do sprężyny. Odkręcenie śruby mocującej kolumnę bez zastosowania ścisków grozi niebezpiecznym wystrzałem sprężyny i nakrętki.

Zobacz pozostałe artykuły