Sprężyny

Co robią sprężyny (a czego nie robią)

Sprężyny mają dwie podstawowe funkcje:

• Podtrzymywać masę pojazdu przy wybranej wysokości prześwitu
• Magazynować i oddawać energię gdy koła pokonują wyboje

Sprężyny nie kontrolują oscylacji — to zadanie amortyzatorów. Większość uwag dotyczących komfortu jazdy wynika w rzeczywistości z niedopasowania pary sprężyna + amortyzator.

Sprężyny śrubowe

Sprężyny śrubowe są najczęściej stosowane w samochodach osobowych.

Zalety

• Proste, trwałe, przewidywalne
• Szerokie możliwości regulacji (sztywność, długość, kształt, materiał)
• Niższy koszt i mniejsza złożoność w porównaniu do systemów pneumatycznych

Popularne strategie strojenia

• Sprężyny liniowe: stała sztywność w całym zakresie pracy, często preferowane dla przewidywalnej reakcji prowadzenia.
• Sprężyny progresywne: zwiększają sztywność podczas kompresji, zapewniając większy komfort na początku pracy, jednocześnie zapobiegając dobiciu przy końcu skoku.

Sprężyny pneumatyczne (zawieszenie pneumatyczne)

Zawieszenie pneumatyczne wykorzystuje sprężone powietrze w gumowej fałdzie do podtrzymywania pojazdu. W większości nowoczesnych systemów łączy się je z adaptacyjnymi amortyzatorami i jednostką sterującą.

Dlaczego producenci stosują zawieszenie pneumatyczne

• Regulowana wysokość prześwitu: obniżana dla aerodynamiki/stabilności przy dużych prędkościach, podnoszona dla śniegu/wjazdów/dróg o złej nawierzchni
• Poziomowanie obciążenia: utrzymuje stałą wysokość prześwitu niezależnie od liczby pasażerów/ładunku
• Potencjał komfortu: przy odpowiednim nastawieniu zapewnia doskonałą izolację od nierówności

Wady

• Większa złożoność (kompresor, zbiornik, zawory, przewody, czujniki)
• Wyższe koszty i kwestie serwisowania w dłuższej perspektywie
• Problemy z zabudową i dodatkowa masa

Niektóre systemy wykorzystują powietrze głównie do poziomowania, inne traktują regulację wysokości jako kluczowy element trybów jazdy.

Jednokomorowe vs wielokomorowe sprężyny pneumatyczne

Nie wszystkie sprężyny pneumatyczne są takie same. Prosta sprężyna pneumatyczna wykorzystuje jedną komorę powietrzną, podczas gdy bardziej zaawansowane rozwiązania stosują dwie lub trzy komory, które mogą być łączone lub izolowane za pomocą zaworów.

• Jednokomorowe: najprostsza konstrukcja. Zmiana wysokości prześwitu jest prosta, ale różnica między trybem „komfort” a „sport” często zależy bardziej od strojenia amortyzatorów.
• Wielokomorowe (2–3 komory): zmienia efektywną pojemność powietrzną.
  • Większa pojemność (komory połączone) zazwyczaj pozwala na bardziej miękką pracę początkową sprężyny (lepszy komfort na małych nierównościach).
  • Mniejsza pojemność (komory odizolowane) zwiększa efektywną sztywność sprężyny, poprawiając kontrolę nad nadwoziem i zmniejszając ryzyko dobicia pod obciążeniem.

Wnioski EVKX: Wielokomorowe sprężyny pneumatyczne mogą zapewnić większą różnicę między trybem komfortowym a trybem dynamicznym bez konieczności stosowania ekstremalnie sztywnych sprężyn śrubowych.

Funkcje systemu wpływające na odczucie

W zależności od pojazdu, zawieszenie pneumatyczne może także zawierać:

• Zbiornik powietrza: przyspiesza reakcję systemu (szybsza zmiana wysokości i płynniejsza kontrola).
• Połączone / sprzężone obwody powietrzne (jeśli stosowane): mogą zmniejszać przechyły nadwozia i poprawiać komfort na nierównościach.
• Kompensacja temperatury: istotna w zimnym klimacie, gdzie zmienia się zachowanie ciśnienia powietrza.

Sprężyny piórowe

Sprężyny piórowe są powszechne w ciężarówkach i pojazdach ciężarowych, ponieważ dobrze radzą sobie z dużym obciążeniem.

Zalety

• Duża nośność, trwałe, relatywnie proste

Wady

• Trudniej osiągnąć wysoki komfort jazdy
• Większe tarcie i efekt „stiction” (zatrzaskiwania się), chyba że są starannie zaprojektowane

Drążki skrętne i sprężyny kompozytowe

Rzadziej spotykane w głównym nurcie samochodów osobowych, ale warto je znać:

• Drążki skrętne: efekt sprężyny uzyskiwany przez skręcanie drążka; zalety zabudowy w niektórych rozwiązaniach.
• Sprężyny kompozytowe: mogą obniżyć masę i odporność na korozję, czasami stosowane w celu redukcji masy.

Stabilizatory (drążki przeciwko przechyłowi) też są „sprężynami”

Stabilizatory to w praktyce sprężyny, które „działają” dopiero wtedy, gdy lewa i prawa strona pracują różnie (przy pokonywaniu zakrętów). Mogą poprawić prowadzenie nie zmuszając głównych sprężyn do nadmiernej sztywności.

Minusem jest to, że bardzo sztywne stabilizatory mogą ograniczać niezależność zawieszenia na nierównościach (uderzenia w pojedyncze koło).

Sztywność sprężyn, wysokość prześwitu i ograniczniki skoku

Trzy praktyczne czynniki definiujące odczucia w samochodzie elektrycznym:

• Wysokość prześwitu: wpływa na aerodynamikę, komfort i częstość pracy ograniczników skoku.
• Dostępny skok zawieszenia: kluczowy dla komfortu. Krótki skok wraz z dużą sztywnością często powoduje odczucie szorstkości.
• Ograniczniki skoku: nowoczesne projekty stosują progresywne ograniczniki skoku jako część „systemu sprężynowego”.
  • Odpowiednio dobrany ogranicznik skoku może zapewnić łagodne odczucia.
  • Niewłaściwie dobrany powoduje wrażenie nagłego uderzenia.

Specyficzne kwestie dotyczące sprężyn w samochodach elektrycznych

Samochody elektryczne wprowadzają ograniczenia wpływające na wybór sprężyn:

• Masa: cięższe pojazdy wymagają większego podparcia — co może oznaczać większą sztywność sprężyn albo większe poleganie na systemach pneumatycznych.
• Efektywność aerodynamiczna: obniżenie przy prędkości może poprawić zasięg na autostradach.
• Ładowność i holowanie: poziomowanie obciążenia może być przydatne dla stabilności i ustawienia świateł.
• Bilans przód/tył: samochody elektryczne często mają inną dystrybucję masy w porównaniu z odpowiednikami spalinowymi, co wpływa na strojenie sprężyn przednich i tylnych.

Na co zwrócić uwagę w specyfikacjach i recenzjach

• „Zawieszenie pneumatyczne” zazwyczaj oznacza kontrolę wysokości i poziomowanie obciążenia — ale kluczowe jest właściwe ustawienie.
• „Zawieszenie sportowe” często oznacza niższą wysokość prześwitu i większą sztywność — niekoniecznie lepsze.
• Jeśli samochód elektryczny jest szorstki, często wynika to z małego skoku zawieszenia, dużych felg i tłumienia przy dużej prędkości kompresji, a nie tylko ze sztywności sprężyn.

Kontynuuj czytanie

Co dalej:

• Aktywne zawieszenie: co naprawdę oznacza „aktywne” i jak nowoczesne systemy redukują ruchy nadwozia bez utraty komfortu.