Az autók felfüggesztésének a feladata, hogy maximalizálja a tapadást az autó kerekei és az úttest között, a haladó gépjármű könnyen kormányozható maradjon, mindezt úgy, hogy a benne utazók komfortérzete is megfelelően legyen kiszolgálva.

Ha az úttest mindenütt egyformán lapos lenne -mindenféle úthiba nélkül- akkor nem is lenne szükség felfüggesztésre. Azonban ez nem így van, és ezt mi, magyar utakat használók sajnos jól tudjuk, érezzük. Az úthibákon a kerekek különböző mértékben elemelkednek, majd a gravitáció következtében a kocsiszekrénnyel visszatérnek az útfelületre. Lengéscsillapítás, felfüggesztés nélkül az úthibák által közvetített energiát mind a a kocsiszekrénynek adná át a forgó kerék, akkor is amikor az útegyenetlenség miatt felfelé mozdul el, és akkor is, amikor megpróbál visszatérni előző állapotához. Szükség van tehát egy rendszerre, ami elnyeli a felesleges energiákat, megóvva a segédkeretet és vele a kocsiszekrényt, gondtalanná téve az utazás, és megoldva az út felületének lekövetését a kerekek által.

Segédkeret:

Elsősorban az önhordó felépítésű kocsiszekrénynél alkalmazott megoldás, melynél egyes részegységeket, a hajtáslánc és a futómű elemeit különálló vázhoz rögzítik. Ez a segédkeret több szempontból is előnyös: egyszerűsíti a gyártást, illetve leválasztja a kocsiszekrényről a futómű és a motor zajait, rezgéseit.


 

A felfüggesztés fő egységei

  • A – Lengéscsillapító

  • B – Lengőkar

  • C – Segédkeret (alváz)

  • D – Kormánymű

 

Összességében:

 

Segédkeret (C): olyan teherviselő váz, ami megtartja a kocsiszekrényt és a motort

Felfüggesztés (A,B): megtartja az autót, lengéseket csillapít, segíti követni az út felületét

Kormánymű (D): a kormányzás segíti a vezetőt az autó irányításában

Keréktárcsák és gumik: megteremtik a szükséges kapcsolatot a haladáshoz, és fenntartják a tapadást az útfelülettel

 

A felfüggesztés egyik fő alkotóeleme a rugózás. A kemény rugójú autó rendszerint sportosabb és rázósabb, a puhább pedig imbolygósabb és kényelmesebb. A legelterjedtebb rugózások a következők:

 

 


 

Tekercsrugó:


 

Ez a legelterjedtebb rugózás. Nagy rugalmasságú tekercs ami képes összenyomódni, majd közvetlen utána visszanyerni előző állapotát.

  • Csak hosszirányú (nyomó-) erőt tud felvenni

  • könnyű progresszív (esetleg ténylegesen progresszív, azaz folyamatosan keményedő) karakterisztikát előállítani

 

 

 

Laprugó:

A laprugóban ívelt acéllapok vannak párhuzamosan kötegelve. Már a hintókon is ezt a rugózási módszert alkalmazták, a személyautó gyártásban lényegében már teljes egészében kiszorította a tekercsrugó, de a haszongépjárművek esetében mai napig kedvelt módja a rugózásnak.

  • Gyakorlatilag minden irányú erőt és nyomatékot fel tud venni

  • saját csillapítással rendelkezik


 

 

 

Torziós rugó:

Lényegében egy acélrúd, amit megpróbál dugóhúzóként felcsavarni a rá ható erő, de a rúd ezt nem engedi. Legtöbbször kisebb autók hátsó futóművénél használják, mert kevés helyet foglal.

  • Csak csavaró nyomatékkal terhelhető

 

Légrugó:

Két fő típusa van: a dugattyús vagy harmónikás ("hurkás"), közvetlen erőátadással működtetett, illetve a folyadékközvetítésű ("hidropneumatikus") légrugó.Légrugókat leggyakrabban haszongépjárműveknél találhatunk, folyadékkal töltött változata a francia prémium autókban ma is használatos, az útviszonyoknak megfelelően a nyomásszabályzással lehet a karakterisztikát változtani


 

  • a levegő összeszorításához progresszív erőnövekedés tartozik, ami nagyon kedvező

 

 

 

 

 

 

A rugó hű társa: a lengéscsillapító

 

A rugózás mit sem ér csillapítás nélkül. A rugózás alatt bekövetkező kilengéseket igyekszik nullára redukálni a lengéscsillapító.

A lengéscsillapítók anélkül csillapítják a rugózás ártalmas lengéseit, hogy megakadályoznák a rugók szabályos működését. Elnyelik a rugók, illetve a gumiabroncsok által gerjesztett többletenergiát, így a kerekek nem pattognak az úton. Megakadályozzák a rázkódást az utastérben, valamint biztosítják, hogy a gumiabroncsok megfelelően tapadjanak az úthoz.

 

Ha elhasználódott lengéscsillapítókkal autózunk, csökken a gumiabroncsok tapadása a kanyarokban, nehezebb a járművet kormányozni, valamint megnő a vízen siklás veszélye. Nem megfelelő állapotú lengéscsillapítókkal veszélyes mértékben megnő a féktávolság. A nem megfelelő állapotú lengéscsillapítók számos alkatrész idő előtti elhasználódásához vezetnek, különös tekintettel a gumiabroncsokra. Ha nem megfelelő állapotú lengéscsillapítókkal autózunk, fékezéskor az autó „bólint”, gyorsulás közben megemelkedik, a kanyarokban pedig könnyebben kisodródik.

 

A lengéscsillapítók biztosítják a kerekek megfelelő tapadását, bármilyen egyenetlen is legyen az út. Így nem csak kiváló úttartást biztosítanak, hanem a hatékony fékezést is elősegítik. A lengéscsillapítók tehát biztonsági szempontból alapvető fontosságúak.

 

A dugattyúhoz erősített krómozott szár a lengéscsillapító olajjal teli hengerében mozog fel és le.

Az ütemes mozgás következtében a lengéscsillapító hengerében mozgó dugattyút az olaj lassítja le.

A folyadék a dugattyún levő lyukakon (szelepek) keresztül folyamatosan áramlik át a dugattyú által felosztott két területre.

Így jön létre a lengéscsillapítás.

 

A lengéscsillapítót a műszaki nyelvben „kettős hatású” hidraulikus csillapítóteleszkópnak nevezik, mivel a húzó és a nyomó terhelésekre csillapítólag hat. A hidraulikus csillapítóteleszkópban a be- és kirugózáskor egy dugattyúrúdon (szár) vezetett dugattyú mozog fel- és le, egy olajjal, gázzal vagy olajjal és gázzal töltött hengerben.Utóbbi esetben a gázt az olaj hűtésére használják a hatékonyság növelése miatt. A hengerben a dugattyú be- és kifelé történő mozgásakor az olaj szűk csatornákon és szelepeken áramlik keresztül a dugattyú egyik oldaláról a másik felé. A szelepek átmérőjével szabályozható az áramlás sebessége, így a lengéscsillapító (gátló) keménysége. Minél lassabban áramlik át az olaj, annál keményebb a gátló. Minél nagyobb nyomás érkezik a karosszériától és a kerékfelfüggesztéstől a lengéscsillapítóhoz, annál nagyobb a dugattyú mozgásának sebessége. Ezzel megnő az olaj áramlási ellenállása, és így a csillapító hatás.

Az autógyártás fejlődésével együtt a langéscsillapítás is új utakat talált magának, a ma használt legkomplexebb rendszert az adaptív felfüggesztés képviseli. Az adaptív lengéscsillapítás során a ki- és berugózást beépített elektromágnes szelepekkel elektronikus vezérléssel befolyásolják. Az előnyei közt megemlíthető, hogy aktívan alkalmazkodik a körülményekhez, jobban kézben tartható vele a karosszériamozgás fékezéskor és kanyarodáskor, továbbá segítségével növelhető az utazási komfort.


 

Kerékfelfüggesztés típusai

  • Merev tengely

- az azonos tengelynél levő kerekeket egy merev tengely köti össze

- a kerékösszetartás és a csaputánfutás rugózáskor nem változik

- kivitele a hajtott kerekeknél: bendzsó, vagy De Dion tengely lehet, nem hajtott kerekeknél: kapcsolt lengőkaros vagy csatolt lengőkaros tengely lehet

 

 

  • Független kerékfelfüggesztés

- a rugózatlan alkatrészek tömege kicsi

- az úthibán átgördülő egyik kerék elmozdulása nem hat az azonos tengelynél levő másikra

- kivitele az első tengelynél: McPherson, kettős keresztlengőkaros, hátsó tengelynél: hosszlengőkaros, ferde lengőkaros vagy lengőtengelyes lehet.


 

Személygépkocsikban hátsó tengelyként alkalmaznak merev tengelyeket , mert első tengelyként nem férnének el a motor alatt. Nagy terhelhetősége miatt teherautóknál mindkét tengelyen elfogadott építési mód. A független kerékfelfüggesztés kisebb helyet foglal és kisebb a rugózatlan tömeg. Egyre gyakrabban használják a személygépkocsik hátsó tengelyének tervezésekor, mert a legbiztonságosabban a kerekeket az úton tartani független felfüggesztéssel lehet.


 


 

Merev tengely:

  • Hajtott merev tengelyek típusai:

Bendzsó-tengely


 

A bendzsó-tengely háza két, egy-mással összehegesztett, acéllemezből áll. Általában laprugókkal rögzíte­tt a kocsiszekrényen. Torziós rugók, csa­varrugók vagy légrugók alkalmazása ese­tén a vonóerőt lengőkarok, az oldalerőket keresztirányú rúd (Panhard-rúd ) viszi át.

 


 


 


 


 


 

De Dion-tengely


 

A rugózatlan tömegek csökkentésére a tengelyhajtást elválasztják a tengelytől és a felépítményen rögzítik. Az erőátvitelt két-két csuklóval és hosszkiegyenlítővel felszerelt tengelyek végzik. A hátsó tengely oldalirányú vezetésére két, közbenső emelőhöz kapcsolódó, harántirányú rudat (Watt-rudazat) alkalmaznak, amelyek a kerekeket kanyar­ban haladva is az úttestre merőlegesen tartják. Az oldalirányú megvezetését egy olyan, Y-alakú öntvény lengőkarral -más esetekben két ferde karból álló elemmel- végezték, amelyek a karosszéria aljának két széléhez előrébb, valamint egy közös pontban a differenciálmű tetejéhez kapcsolódtak.


 

  • Nem hajtott merev tengelyek típusai:


 


 


 

 

Kapcsolt lengőkaros tengely


 

A kerekeket hosszlengőkarok tartják, ezeket pedig ráhegesztett rugóacél kereszttartó kapcsolja egymáshoz. Maga a kereszttartó gumi–fém felfüggesztések közvetítésével, csavarokkal kapcsolódik a kocsiszekrényhez. Ha az egyik kerék berugózik, akkor a kereszttartó önmagában elcsavarodik és stabilizátorként működik.

Csatolt lengőkaros tengely


 

Ebben az esetben két hosszlengőkar egy U alakú acél tengelytartóval van összehegesztve. A hegesztés helye nem a lengőkarok végénél található -mint a kapcsolt lengőkaros tengelynél-, hanem nagyjából a hosszlengőkarok közepén. Ezért nem egyforma berugózásnál a keresztirányú tengelytartó ferde helyzetbe kerül, és a kerekek dőlésszögét tekintve ferde hely­etű lengőkaros tengelyként viselkedik.

 


 

Független kerékfelfüggesztés:

 

McPherson-felfüggesztés

(Kerékfelfüggesztés rugós taggal és keresztlengő-karral)


 

A felső keresztlengőkart lengéscsillapítóval helyettesítették, amelyre a tengelycsonk van rögzítve. A lengéscsillapító rugalmas gumiágyazással toronycsapágy) kapcsolódik a kocsiszekrényhez. E rögzítési pont és a lengéscsillapítón levő rugótányér között csavarrugó van. Ennél a kerékfelfüggesztésnél a kerék közepe alatt elhelyezett keresztlengőkar (többnyire háromszög alakú lengőkar), a rugóstag és a nyomtávrúd biztosítja a kerékvezetést. A keresztlengőkar két darab gumi-fém tartóval kapcsolódik a segédkerethez. A hosszirányú (első tartó) és harántirányú (hátsó tartó) erők funkcionális különválasztása optimális agilitást, menetbiztonságot és komfortot tesz lehetővé anélkül, hogy a két erő kedvezőtlenül hatna egymásra.

Ennek az építési elvnek az előnye a gazdaságos gyártás, a kis helyszükséglet valamint a felfüggesztés elemeinek kis száma.


 

A McPherson-felfüggesztés a kettős keresztlengőkaros felfüggesztés módosulata, a felső lengőkar hiányával. A legtöbb személyautó (középkategóriáig) McPherson első felfüggesztéssel készül.

Kettős keresztlengőkaros-felfüggesztés

Ismert még dupla-A lengőkaros felfüggesztésként is, utalva az alsó- és felső lengőkarok formájára, ami valójában két-két háromszöget zár be. Az alsó keresztlengőkarra támaszkodó rugós tag biztosítja a szükséges függőleges irányú tartást. Ezt a fajta kerékfelfüggesztést kis szerkezeti magasság és a nagy rakodási szélesség jellemzi, ami olyan felfüggesztés alkalmazását teszi lehetővé, amely különösen kedvező a futómű sportos beállítása szempontjából. A Forma 1-es autók építésénél például a mai napig ez az egyetlen változatlan formában alkalmazott megoldás.


 

A kettős keresztlengőkaron felfüggesztve rugózáskor egyáltalán nem, vagy csak nagyon kis kerékösszetartás-, ill. dőlésszögváltozás következik be. Azonos hosszúságú keresztlengőkarokat alkalmazva rugózáskor a kerekek dőlésszöge nem, csak összetartása változik. Különböző hosszúságú keresztlengőkarokat felhasználva az összetartás és a dőlés is csak minimális mértékben változik. Az egyik legrégebbi, mégis legkifinomultabb felfüggesztési mód.


 

A kettős keresztlengőkaros felfüggesztés legutolsó reinkarnációja a Multilink-felfüggesztés, ahol a tekercsrugót szétválasztották a lengéscsillapítótól, ezáltal minden felfogatási pontnál precízen beállítható vele a futómű.