Urządzenie do zawieszenia przedniego (VAZ-1111)

Zawieszenie przednie niezależne, typu "świeca wahadłowa" (MacPherson), jest on zamontowany razem z jednostką napędową i układem kierowniczym na ramie pomocniczej. Zawieszenie jest kompaktowe i proste, dobrze współpracuje z zębatkową przekładnią kierowniczą i poprzecznym układem przeniesienia napędu.

Konstrukcja przedniego zawieszenia i specyficzna konstrukcja szeregu jego elementów powodują powstanie ujemnego barku przechyłu w miejscu, w którym punkt przecięcia osi obrotu koła z nawierzchnią drogi znajduje się poza zewnętrzną częścią toru jazdy pojazdu. Ujemne ramię rolki stwarza warunki do stosowania diagonalnego napędu mechanizmów hamulcowych kół, w którym prawdopodobieństwo poślizgu samochodu podczas hamowania jest praktycznie wyeliminowane. Zwiększa to bezpieczeństwo jazdy.

Przednie zawieszenie stanowi ogniwo łączące nadwozie z przednimi kołami. Siły działające na koła przenoszone są na nadwozie poprzez elementy przedniego zawieszenia. Elementy wchodzące w skład przedniego zawieszenia łagodzą obciążenia dynamiczne, redukują drgania nadwozia oraz zapewniają dobrą stabilność i płynną pracę pojazdu.

Podzespół, w którego skład wchodzi zespół napędowy z napędem kół, hamulce kół przednich, przekładnia kierownicza i zawieszenie przednie, wstępnie wyregulowany na specjalnym urządzeniu, mocowany jest od dołu podczas montażu pojazdu na przenośniku.

Zespół ramy pomocniczej z zamontowanymi jednostkami i zespołami jest przymocowany do nadwozia w czterech punktach za pomocą śrub z podkładkami podporowymi 19 poprzez tuleje gumowe 18. Śruby mocujące ramę pomocniczą są wkręcane w nakrętki spawane 20 i tuleje 48 nadwozia.


Rama pomocnicza składa się z dwóch podłużnic 7 i przedniej poprzecznicy 13, wykonanych z rur. Są one ze sobą połączone: prawa część podłużnicy i poprzeczka są przyspawane, lewa część podłużnicy i poprzeczka są przykręcone 12. Podpora 5 jest przykręcona do tylnej części podłużnic (zobacz rozdział 26) mechanizm kierowniczy. Połączenie śrubowe lewej podłużnicy z poprzeczką 13 (zobacz rozdział 23) i wspornik układu kierowniczego 5 (zobacz rozdział 26) umożliwia wyjęcie skrzyni biegów z samochodu bez konieczności demontażu całej ramy pomocniczej wraz z zamontowanymi na niej podzespołami i zespołami.

Do podłużnic ramy pomocniczej przyspawane są: wsporniki 11 do mocowania drążka stabilizatora 9, wsporniki 8 do mocowania ramion zawieszenia, wsporniki 5 do mocowania noszy 4, a także wsporniki do mocowania zespołu napędowego. Na końcach poprzecznicy 13 oraz z tyłu podłużnic przyspawane są uchwyty 6 służące do mocowania ramy pomocniczej do nadwozia.

Zawieszenie składa się z urządzenia prowadzącego, elementów sprężystych i tłumiących.

Urządzenie prowadzące zawieszenie określa charakter ruchu kół względem nadwozia, a także przenosi siły i momenty z kół na nadwozie. Urządzenie prowadzące obejmuje dolne ramię 2 z noszami 4, rozpórkę teleskopową 15 oraz zwrotnicę 36, która łączy rozpórkę z ramieniem ze sobą. W skład urządzenia prowadzącego wchodzi również stabilizator 9.

Dolne ramię zawieszenia w kształcie litery V utworzone jest z poprzecznego kutego ramienia 2 i skierowanego do tyłu rozpórki drążka 4. Pręt napinający połączony jest z poprzecznym ramieniem za pomocą śruby w jednym położeniu, w którym znak A (żebro) na pręcie napinającym skierowany jest ku górze. Drugi koniec drążka kierowniczego połączony jest z przednim wspornikiem 5 ramy pomocniczej za pomocą dwóch nakrętek i gumowych podkładek 45 z podkładkami oporowymi 19. Przesuwając drążek kierowniczy, co odbywa się poprzez dokręcanie lub odkręcanie nakrętek jego mocowania, reguluje się wzdłużne pochylenie osi obrotu.

Podczas ruchu zawieszenia dźwignia 2 obraca się w granicach odkształcenia sprężystego gumowo-metalowego zawiasu 44 i gumowych poduszek 45. W tym przypadku nie jest dopuszczalne obracanie się gumowo-metalowego zawiasu w gnieździe dźwigni lub jego tulejach względem siebie.

Zawieszenie teleskopowe 15, dwururowe, dwustronnego działania, ze zmiennym przepływem płynu. Stojak teleskopowy łączy w sobie funkcje urządzenia podporowego, prowadzącego i elementu tłumiącego.

Górna część słupka 15 jest przymocowana do słupka 21 błotnika nadwozia za pomocą dwóch nakrętek samozabezpieczających poprzez wysoce elastyczną podporę 22. Konstrukcja górnej podpory zapewnia "huśtanie się" słupka podczas jego teleskopowania oraz dobre tłumienie drgań o wysokiej częstotliwości przenoszonych przez opony na nadwozie. Obrót zębatki podczas skręcania kół zapewnia łożysko ślizgowe (poz. 26, 29), znajduje się w górnym podparciu 22.

Dolna część słupka 15 połączona jest ze zwrotnicą 36 za pomocą zacisku 34 z mimośrodem służącym do regulacji pochylenia kół przednich.

Stojak teleskopowy wyposażony jest w: sprężynę śrubową o grubości 14, amortyzator z pianki poliuretanowej o grubości 30 ze skokiem ściskającym (elementy zawieszenia elastycznego) a górny zespół podporowy z łożyskiem ślizgowym i śrubami montażowymi. Sprężyna zawieszenia jest zamontowana pomiędzy górnymi 28 i dolnymi 32 miskami podporowymi. Dolna miska 32 jest przyspawana do kolumny zawieszenia, górna 28 jest przymocowana razem ze wspornikiem na drążku kolumny. Zderzak skoku sprężania 30 montowany jest na pręcie wraz z osłoną ochronną 31, która chroni pręt przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Sprężyna 14 wykonana jest ze specjalnej stali sprężynowej i w zależności od długości poddawanej obciążeniu testowemu dzieli się na dwie klasy: A i B. Sprężyny klasy A oznaczone są żółtą farbą na zewnątrz środkowych zwojów, a sprężyny klasy B oznaczone są zieloną farbą.

Bufor sprężania 30 ogranicza skok sprężania zawieszenia. W momencie naprężenia, zderzak podporowy, dociśnięty do korpusu statywu teleskopowego, opiera się o niego. Zderzak wykonany jest z drobnokomórkowego poliuretanu i posiada dwa pierścieniowe rowki na zewnętrznej powierzchni, które określają miejsce odkształcenia zderzaka. Obudowa ochronna z polietylenu 31 wchodzi w trzeci dolny rowek pierścieniowy.

Górna podpora zapewnia elastyczne połączenie między słupkiem a nadwoziem i stanowi jeden z punktów, wokół których obraca się oś koła. Podpora składa się z obudowy 22, do której powierzchni jest wulkanizowana gumowa tuleja 23. Dwie śruby do mocowania górnej podpory są wciskane w obudowę podpory, a następnie przyspawane. Gumowa część korpusu nośnego jest zaciskana na pręcie za pomocą nakrętki pomiędzy dolnymi 25 i górnymi 24 kołnierzami nośnymi.

Łożysko ślizgowe składa się z tulei z tworzywa sztucznego 29, na której górnym końcu umieszczona jest warstwa tkaniny teflonowej oraz podkładki oporowej 26 przylegającej do tej tkaniny. Tuleja łożyskowa jest zamontowana w górnej misce podporowej sprężyny. Powierzchnia styku pary ślizgowej zabezpieczona jest przed zanieczyszczeniami za pomocą gumowego pierścienia uszczelniającego 27, zaciśniętego pomiędzy podkładką oporową łożyska i miseczką podporową sprężyny.

Mimo krótkiego rozstawu osi samochodu, w celu tłumienia przechyłów bocznych zastosowano drążek stabilizatora. Wykonany jest w formie pręta 9, który przymocowany jest do wsporników 11 ramy pomocniczej za pomocą zacisków 10 z gumowymi poduszkami 16. Końce pręta połączone są z ramionami zawieszenia 2 za pośrednictwem krótkich słupków 3. W głowice kolumn wciskane są: górna z tuleją gumową 48, a dolna z zawiasem gumowo-metalowym 47. Drążek stabilizatora przechodzi przez górną głowicę kolumny, a dolna głowica jest przymocowana śrubą do ramienia zawieszenia 2.

Dolny koniec ramienia zawieszenia połączony jest za pomocą sworznia kulowego 1 ze zwrotnicą 36. Sworzeń 43 sworznia kulowego wchodzi w otwór stożkowy ramienia 2 i jest zabezpieczony nakrętką samohamowną.

Przegub kulowy składa się z jednoczęściowej obudowy, wewnątrz której znajduje się łożysko 41 wykonane z tkaniny teflonowej o niskim współczynniku tarcia, wypełnione specjalną żywicą. Zakrywa ona głowicę kulową sworznia 43. Wewnętrzna komora przegubu jest uszczelniona ochronną, wzmocnioną pokrywą 42. Podczas montażu przegubu pokrywa jest wypełniana smarem SHRB-4, przeznaczonym na cały okres eksploatacji pojazdu, pod warunkiem, że pokrywa ochronna pozostanie hermetycznie zamknięta. Obudowa zawiasu jest przymocowana od dołu do zwrotnicy za pomocą dwóch śrub.

Górna część zwrotnicy jest przymocowana do wspornika kolumny teleskopowej za pomocą dwóch śrub 35. Górna śruba ma mimośród 33, który opiera się o kołnierz policzka wspornika, a cylindryczna część śruby przechodzi przez owalny otwór wspornika i cylindryczny otwór zwrotnicy. Ten typ mocowania pozwala na przemieszczanie się zwrotnicy względem wspornika kolumny resorującej podczas obracania górnej śruby, co pozwala na regulację ustawienia przednich kół.

W komorze zwrotnicy zamontowano dwurzędowe łożysko kulkowe 40 typu zamkniętego z "wiecznym smarowaniem". Mocowany jest w zwrotnicy za pomocą dwóch pierścieni ustalających. Piasta 39 koła przedniego obraca się na tym łożysku, które jest połączone z tylną częścią obudowy przegubu napędowego koła za pomocą wielowypustów. Piastę mocuje się do konika przy pomocy nakrętki, pod którą umieszcza się podkładkę oporową. Z zewnątrz komora piasty zamknięta jest zaślepką. Od wewnątrz komora zwrotnicy zabezpieczona jest przed zanieczyszczeniami za pomocą pierścienia odchylającego błoto 38, który wchodzi w pierścieniowy rowek zwrotnicy, tworząc uszczelnienie labiryntowe. Tarcza hamulcowa 37 jest przymocowana do kołnierza piasty koła za pomocą dwóch śrub.

Podczas suwu sprężania, gdy koło pojazdu porusza się w górę, sprężyna zawieszenia 14 ulega ściśnięciu na skutek teleskopowania kolumny amortyzatora. Dolne ramię 2 zawieszenia wraz z drążkiem napinającym 4 obraca się w zawiasach. Jednocześnie zmienia się kąt nachylenia teleskopowego stojaka i jednocześnie uruchamia się element hydrauliczny stojaka, który pochłania energię drgań. Następnie do akcji wkracza bufor suwu sprężania 30, który opiera się o wspornik kolumny zawieszenia.

Podczas odrzutu siła sprężyny 14 przesuwa koło samochodu w dół, kolumna zawieszenia rozciąga się i jednocześnie zmienia się jej kąt nachylenia. Gdy amortyzator jest rozciągnięty, aktywowany jest również jego element hydrauliczny. "Bujanie się" zębatki podczas jej teleskopowania następuje na skutek odkształcenia gumowej części 23 górnej podpory. Podczas ruchu ramienia zawieszenia następuje skręcanie (odprężenie) 9 stabilizatorów, które działają jak drążek skrętny. Pręt stawia największy opór przechylaniu się ciała, redukując w ten sposób jego pochylenie.

Stabilność pojazdu, zużycie przednich opon i zużycie paliwa w dużym stopniu zależą od kątów ustawienia przednich kół. Rozróżnia się następujące kąty ustawienia kół.

Pochylenie kół to pochylenie kół w płaszczyźnie pionowej względem osi środkowej pojazdu. Pochylenie może być dodatnie, jeśli koła są pochylone na zewnątrz, lub ujemne, jeśli koła są pochylone do wewnątrz pojazdu. Kąt pochylenia koła ma największy wpływ na równomierne zużycie bieżnika opony przedniej. W przypadku uszkodzenia następuje zwiększone zużycie wewnętrznej lub zewnętrznej warstwy bieżnika. Pochylenie kół reguluje się za pomocą górnej śruby 35, po poluzowaniu nakrętek śrub mocujących zwrotnicę.

Zbieżność kół to położenie kół przednich, w którym odległość między wewnętrznymi krawędziami obręczy kół z przodu jest mniejsza niż z tyłu. Odległość mierzona jest na poziomie osi koła. Prawidłowe ustawienie zbieżności kół poprawia stabilność pojazdu i zmniejsza zużycie opon. Regulacja zbieżności kół odbywa się poprzez zmianę długości drążków kierowniczych. W pojeździe z napędem na przednie koła zbieżność jest bliska zeru, ponieważ siły trakcyjne działające na koła powodują zbliżanie się kół przednich.

Kąt pochylenia wzdłużnego osi obrotu. Oś, wokół której obraca się koło, ma takie nachylenie, że górna część osi jest odchylona do tyłu. Taki kąt nachylenia osi nazywa się dodatnim, w odróżnieniu od kąta ujemnego, w którym górna część osi jest pochylona do przodu. Przy dodatniej wartości kąta, samoczynny powrót kół do położenia środkowego po wykonaniu skrętu poprawia się, przy kącie ujemnym – pogarsza się. Kąt pochylenia wzdłużnego osi skrętu regulowany jest za pomocą nakrętek kolumny resorującej 4, przy czym nakrętka mocująca kolumnę resorującą do dolnego ramienia zawieszenia jest poluzowana. Aby zmniejszyć kąt pochylenia wzdłużnego, nakrętki nakręca się na napinacz. wręcz przeciwnie, żeby zwiększyć kąt, składają go.

W przypadku nowego, dotartego pojazdu, gotowego do jazdy i z pełnym obciążeniem 225 kgf, które rozkłada się 75 kgf na dwa przednie siedzenia i 75 kgf na środek tylnego siedzenia, kąty ustawienia kół powinny mieć następujące wartości:

• pochylenie — 0°±30
• zbieżność — 0±1 mm
• kąt nachylenia osi wzdłużnej - 2°±30