Fot. Tesam

Choć zawieszenia ogromnej większości produkowanych dziś popularnych samochodów osobowych wyglądają niemal identycznie, nie dają się jednak naprawiać za pomocą jednakowych, uniwersalnych narzędzi.

Konstrukcja standardowa

W ostatniej dekadzie zeszłego stulecia wielka dotychczas rozmaitość konstrukcji samochodowych zawieszeń w modelach popularnych (w luksusowych i sportowych wygląda to inaczej) zaczęła być stopniowo zastępowana przez układ obecnie dominujący. Opiera się on na wykorzystaniu czterech zintegrowanych kolumn resorująco-tłumiących typu McPhersona, połączonych wahliwie u góry z samonośnym szkieletem nadwozia i z ruchomymi elementami prowadzącymi u dołu (rys. 1).

W przypadku zawieszeń przednich funkcję prowadzącą pełnią z reguły pojedyncze wahacze współpracujące dodatkowo z drążkami skrętnymi stabilizatorów oraz ze zwrotnicami i drążkami kierowniczymi. Do połączenia wahacza z nośną konstrukcją pojazdu służą dwie elastyczne (poziome lub pionowe) tuleje metalowo-gumowe. Zwrotnica z wahaczem, stabilizatorem i drążkami kierowniczymi łączone są zawsze za pomocą przegubów kulowych. Górne zamocowanie kolumny McPhersona stanowi wahliwe łożysko, umożliwiające wykonywanie skrętów kół kierowanych, a także nieznaczne przemieszczenia wahliwe wynikające z ruchów wahacza.

Rys. 1. Zawieszenie przednie z kolumnami McPhersona

W standardowym obecnie zawieszeniu tylnym kolumny resorująco-tłumiące zamocowane są górą elastycznie w kadłubie pojazdu, a dołem połączone wahliwie z wahaczami wzdłużnymi, których przednie końce mają pewną swobodę obrotu na tulejach metalowo-gumowych przytwierdzonych do spodu nadwozia. Oba tylne wahacze w pobliżu osi ich obrotu sprzężone są ze sobą stalową belką poprzeczną. Dzięki swej sprężystości skrętnej element ten pełni funkcję tylnego stabilizatora (rys. 2).

Rys. 2. Zawieszenie tylne z belką skrętną między wahaczami

W trakcie użytkowania samochodu eksploatacyjnemu zużyciu ulegają przede wszystkim amortyzatory i współpracujące z nimi sprężyny śrubowe. W związku z tym wymagana jest okresowa wymiana kompletnych kolumn resorująco-tłumiących, dokonywana symetrycznie po obu stronach pojazdu. Ograniczoną trwałość mają też przeguby kuliste i tuleje metalowo-gumowe. Niesprawność tych elementów łączących objawia się stukami w trakcie jazdy, nadmiernymi luzami wykrywanymi podczas badań na tzw. szarpaku lub za pomocą dźwigni wymuszającej ich obciążenia poprzeczne i wzdłużne, a także nieregularnym zużyciem bieżników opon.

Rozbiórka zawieszeń

Ze względów technologicznych i dla bezpieczeństwa pracy każdą wymianę jakichkolwiek części uszkodzonych bądź zużytych powinno poprzedzać wymontowanie kolumn resorująco-tłumiących. Czynność ta wymaga odpowiedniego ściśnięcia sprężyny śrubowej za pomocą pary symetrycznie użytych przyrządów montażowych przedstawionych na załączonej ilustracji (rys. 3). Narzędzia te znajdują również zastosowanie przy odłączaniu sprężyny od amortyzatora, jeśli wymianie podlega tylko jeden z tych elementów.

Rys. 3. Komplet napinaczy zwojowych sprężyn zawieszeń

Do wymontowania tylnej kolumny wystarcza zwykle odkręcenie jej połączeń gwintowych. W przypadku kolumny przedniej, będącej równocześnie częścią układu kierowniczego, konieczne jest poluzowanie jej dolnego, śrubowo-zaciskowego zamocowania w zwrotnicy, niekiedy (zależnie od konkretnej konstrukcji) poprzedzone odłączeniem przegubów kulowych zwrotnicy, stabilizatora i drążka kierowniczego.

Przegub kulowy łączący wahacz ze zwrotnicą ma część zewnętrzną w kształcie płaskiego walca, osadzaną wciskowo w gnieździe wahacza, jego część wewnętrzna zaś wyposażona jest w stożkowy sworzeń dopasowany do stożkowego gniazda w zwrotnicy i zakończony gwintowaną końcówką z nakrętką. Rzadziej spotyka się układ odwrotny z walcem w zwrotnicy i stożkiem w wahaczu.

Rozbiórka tego połączenia polega na całkowitym odłączeniu nakrętki i zluzowaniu stożka za pomocą ściągacza dźwigniowo-śrubowego (rys.4) albo nastawnego ściągacza dźwigniowego (rys. 5). Alternatywnym sposobem demontażu jest użycie dźwigniowego ściągacza uniwersalnego (rys. 6), przydatnego w sytuacjach, gdy zastosowanie poprzednio wspomnianych ściągaczy okazuje się utrudnione lub wręcz niemożliwe. Nie należy natomiast korzystać z popularnych w warsztatach sposobów zastępczych, polegających na uderzaniu młotkiem bądź to w gwintowaną końcówkę sworznia, bądź też w zewnętrzna powierzchnię stożkowego gniazda. W pierwszym wypadku dochodzi z reguły do uszkodzenia gwintu, co wyklucza ponowne użycie przegubu, w drugim zaś łatwo można zniszczyć gumową osłonę albo zowalizować stożkowe gniazdo, czyli osłabić stabilność połączenia.

Rys. 6. Uniwersalny ściągacz do stożkowych połączeń sworzni kulowych i przykład jego użycia

Podobną budowę i sposób obsługi mają na ogół kulowe połączenia drążków kierowniczych z ramionami zwrotnic wyposażonymi w stożkowe gniazda sworzni. Część zewnętrzna przegubu stanowi wówczas zwykle integralną (nierozbieralną) całość z końcówką drążka kierowniczego.

Odłączanie ramion drążków stabilizatorów od wahaczy lub zwrotnic jest czynnością stosunkowo łatwą, ponieważ wystarczy w tym celu rozebrać zwykłe połączenia gwintowe bez dodatkowych zamocowań stożkowych.

Wymiana przegubów kulowych

Nadmierne luzy pomiędzy sferycznymi powierzchniami przegubów kulowych, a także uszkodzenie ich gumowej osłony, oznaczają konieczność wymiany całych tych elementów. W przypadku drążków kierowniczych i stabilizatorów operacja ta nie wymaga użycia żadnych narzędzi specjalnych, a jedynie zwykłych kluczy płaskich i oczkowych.

Rys. 7. Wciskowe osadzenia obudowy sworznia kulowego w cylindrycznym gnieździe wahacza

Inaczej ma się sprawa wymiany przegubów łączących wahacze ze zwrotnicami. Ich całkowite wymontowanie wymaga demontażu wciskowego połączenia cylindrycznej obudowy przegubu z jej gniazdem w wahaczu (rys. 7). Najprostszy przyrząd służący do tego celu (rys. 8) jest osiowym ściągaczem śrubowym i składa się z kutego, dwuramiennego kabłąka (1), śruby pociągowej (2) i dwu tulejek oporowych (3 i 4), umieszczanych po obu stronach wymienianego przegubu.

Rys. 8. Przyrząd śrubowy do demontażu i montażu tulei metalowo-gumowych (1 – śruba, 2 – nakrętka, 3 – adaptery, 4 – łożysko oporowe)

Pierwsza z nich odpowiada wymiarom cylindrycznego otworu, druga zaś stanowi kielich otaczający ten otwór swym obrzeżem. Przez dokręcanie śruby pociągowej wywierany jest nacisk na zewnętrzną część przegubu, powodujący jego stopniowe wysuwanie z otworu. Część już wysunięta wchodzi dość luźno do tulei kielichowej, a podłużne wycięcia w jej bocznych ścianach pozwalają śledzić przebieg tej operacji.

Rys. 9. Kabłąkowy wyciskacz sworzni z gniazd cylindrycznych (1 – kabłąk, 2 – śruba dociskowa, 3 – adaptery)

To samo narzędzie może pełnić również funkcję odwrotną, czyli służyć do wciskania nowego przegubu w otwór. Ściągacze tego rodzaju oferowane są wraz z kompletami tulejek oporowych o różnych wymiarach.

Przy większym montażowym wcisku stosowanym do osadzania przegubów kulowych w gniazdach wahaczy siła przyrządu kabłąkowego może okazać się niewystarczająca. Optymalnym narzędziem do wykonania operacji demontażu i montażu jest wówczas prasa (rys. 9) z zewnętrznymi drążkami reakcyjnymi i napędem śrubowym lub hydraulicznym. Sposób jej użycia przy demontażu i montażu przegubów przedstawiają kolejne ilustracje (rys. 10 i 11). Przykład wykorzystania podobnej prasy z ręczną pompą i siłownikiem hydraulicznym pokazany został na rys. 12.

Wymiana łożyskowań gumowych i metalowo-gumowych

Rys. 10. Wciskanie tulei metalowo-gumowej do gniazda w wahaczu za pomocą ręcznej prasy

Rys. 11. Użycie adapterów i ręcznej prasy do wyciskania (z lewej) i wciskania (z prawej) sworznia kulowego

Rozbiórka elastycznych połączeń przedniego lub tylnego wahacza sprowadza się do odkręcenia śrub przechodzących przez wewnętrzne części w tulejach metalowo-gumowych. Jednak powodem wykonywania tego rodzaju czynności jest późniejsza wymiana tych elementów łożyskujących, osadzanych z reguły wciskowo w swych cylindrycznych gniazdach.

Rys. 12. Prasa hydrauliczna do demontażu i montażu połączeń wciskowych

Przy mniejszych wartościach zastosowanego wcisku, na przykład w przypadku elementów wyłącznie gumowych, siłę wystarczającą do wysunięcia tulei z gniazda lub jej wciskania w gniazdo można wywierać prostym przyrządem z centralną śrubą pociągową (rys. 13), przechodzącą przez otwór środkowy wymienianej tulei (1). Dokręcanie nakrętki (2) sprawia, iż dociągane są do siebie koncentryczne elementy oporowe (3). Jeden z nich ma średnicę nieco mniejszą od rozmiaru gniazda i pełni funkcję tłoka naciskającego na czołową powierzchnię tulei, a dwa pozostałe opierają się o obrzeże jej gniazda. W ich wewnętrznych otworach mieści się wyciskana lub wciskana tuleja.

Rys. 13. Zastosowanie przyrządu śrubowego i adapterów do montażu tulei gumowej

W pierwszej fazie wyciskania używa się tylko jednego z tych cienkościennych elementów oporowych, a drugi dodaje się wówczas, gdy maksymalna długość wystającej (wysuwanej) tulei metalowo-gumowej może przekroczyć głębokość pojedynczego elementu. Obwodowy wpust na obrzeżu jednego z elementów wchodzi wtedy w podtoczenie drugiego, co ustala ich stabilne koncentryczne usytuowanie.

Kulkowe łożysko oporowe (4), zmniejszające tarcie nakrętki o czołową powierzchnię tłoka, stosuje się tylko jednostronnie, ponieważ tarcie pomiędzy dnem kielicha a łbem śruby ułatwia operacje jej dokręcania. Podcięcia w płaszczach elementów kielichowych służą do obserwacji przebiegu wykonywanej pracy.

Ściągaczy tego rodzaju używa się przy wyciskaniu i wciskaniu tulejek gumowych do gniazd zgodnie z załączoną ilustracją (rys. 13). W przypadku wciskania końcowy efekt powinien polegać na symetrycznym osadzeniu tulei w otworze (rys. 14).

Rys. 14. Prawidłowe osadzenie tulei gumowej w cylindrycznym gnieździe

Do wymiany bardziej opornych tulei metalowo-gumowych powinny być używane ręczne prasy hydrauliczne, opisane w podrozdziale dotyczącym przegubów kulowych. Należy w nich jednak zastosować adaptery podobne konstrukcyjnie do stosowanych w przypadku tulei gumowych, lecz dostosowane wymiarami do rozmiarów obsługiwanych elementów łączących. Ważne jest przy tym, by nowa tuleja wystawała obustronnie jednakowo poza obrzeża swego gniazda. Niespełnienie tego wymogu utrudnia lub wręcz uniemożliwia późniejsze zamontowanie przednich lub tylnych wahaczy. Może też zakłócać prawidłowe ustawienie geometrii podwozia.

Demontaż półosi i łożysk kół

Operacje te nie wchodzą wprawdzie bezpośrednio w zakres napraw zawieszeń, lecz często dotyczą równoczesnej naprawy, bądź też stanowią nieodzowny warunek wymontowania wahaczy i zwrotnic.

Do odłączenia półosi od piasty napędzanego koła konieczne jest wcześniejsze zdemontowanie wszystkich kinematycznych połączeń zwrotnicy z pozostałymi elementami zawieszenia i układu kierowniczego oraz nakrętki ustalającej półoś w piaście. Następnie, przy użyciu specjalnego narzędzia (rys. 15), wyciska się za pomocą jego centralnej śruby wielowypust półosi z gniazda piasty. Uniwersalna podstawa przyrządu musi być w tym czasie stabilnie przykręcona do piasty za pomocą oryginalnych śrub przeznaczonych do mocowania koła.

Rys. 15. Uniwersalny ściągacz do piast przednich kół napędzanych

O ile półoś daje się wysunąć ze swego wielowypustowego gniazda stosunkowo łatwo, o tyle wymontowanie osadzonych wciskowo łożysk wymaga już użycia znacznie większej siły wyciskającej. Dlatego do tej operacji najlepiej nadają się ściągacze hydrauliczne, których zastosowanie musi być poprzedzone wyjęciem pierścienia zabezpieczającego (rys. 16).

Rys. 16. Wyjmowanie sprężystego pierścienia zabezpieczającego wciskowo osadzone łożysko koła

Ze względu na znaczną średnicę centralnego otworu łożyska lub jego zewnętrznego pierścienia siłownik hydrauliczny może współpracować z odpowiednimi adapterami za pośrednictwem pojedynczego, stosunkowo grubego trzpienia ciągnąco-pchającego (rys. 17).

Rys. 17. Wyciskanie łożyska ze zwrotnicy za pomocą przenośnej prasy hydraulicznej

Tweet

Janusz Światłowski
Właściciel firmy Tesam