Tuning zawieszenia w samochodzie terenowym często sprowadza się do jednego efektu, jakim jest jego podniesienie. Cel ostateczny to możliwość założenia większych kół, które najbardziej realnie wpływają na prześwit każdej terenówki, a ten z kolei wpływa na jej dzielność terenową. Jak zmodyfikować zawieszenie, by go nie popsuć i jakie części warto dobierać?

Modyfikacje podwozi aut terenowych mają zazwyczaj jeden cel – możliwość założenia większych kół. Każdy producent samochodu dobiera optymalną średnicę i szerokość koła, czyli kolokwialnie mówiąc, nie jest ono za małe, ale i nie za duże. Co w praktyce sprawia, że zmiana rozmiaru o jeden "poziom", czyli jeden cal na średnicy to nierzadko maksimum, na jakie może sobie pozwolić użytkownik samochodu w stanie fabrycznym. Wraz z podnoszeniem zawieszenia zaczynają się zmieniać kąty pod jakimi pracują wahacze i drążki, a więc cała geometria układu jezdnego na coraz bardziej niekorzystną. Pamiętajmy, że idealna geometria to ta, którą mamy na standardowym zawieszeniu i standardowej średnicy kół. Ingerencja w geometrię (np. regulowane wahacze i drążki) wykracza poza podstawowe modyfikacje zawieszenia, a nierzadko i kosztuje sporo pieniędzy.

Dlatego absolutnie podstawową modyfikacją zawieszenia terenówki jest jego podniesienie o 2 cale, czyli ok. 5 cm, co z reguły nie wpływa lub wpływa w niewielkim stopniu jego na geometrię. Wielu producentów oferuje dwucalowe zestawy jako podstawowe pakiety modyfikacji, ponieważ przy niewielkim nakładzie środków i niewielkich zmianach tylko fabrycznych elementów resorująco-tłumiących osiąga się bardzo dobry efekt w postaci oddalenia górnej krawędzi błotnika od osi pojazdu teoretycznie o 2 cale. Czysto hipotetycznie uzyskujemy przez to możliwość założenia koła o promieniu większym o dwa cale, czyli o średnicy większej aż o 4 cale. Tu jednak mówimy o osi pionowej i... teorii. Teoria ta kończy się na osi poziomej koła, ponieważ nadkola zachodzą na koła w zakresie ok. 180 stopni i tu jest prawdziwe ograniczenie praktyczne. Dopiero przycięcie nadkoli pozwoliłoby - wciąż tylko teoretycznie - zmieścić koło o 4 cale większe. Dlatego w praktyce, bez żadnych modyfikacji nadwozia, w niemal każdym samochodzie terenowym 2-calowy lift pozwala na założenie kół tylko o 1-1,5 cala większych, a niekiedy o 2 cale i na tym koniec, jeśli chodzi o modyfikacje samego zawieszenia. Warto jeszcze nadmienić, że dwucalowe lifty zazwyczaj mają pełną homologację drogową i dopuszczenie zarówno producenta samochodu, jak i poszczególnych importerów, którzy taki zestaw modyfikacji mają w swoich ofertach. Oznacza to, że taki zakres modyfikacji pozwala utrzymać nie tylko fabryczną geometrię, ale także gwarancję na samochód. 

Podstawowy lift zawieszenia, czyli jak nie popsuć sobie samochodu

Absolutnie podstawowy pakiet liftujący to dłuższe sprężyny śrubowe lub inaczej ukształtowane resory piórowe. Pamiętajmy, że elementy resorujące, czyli sprężyna lub resor (zwane dalej ogólnie resorami) odpowiadają głównie za utrzymanie wysokości zawieszenia samochodu na określonym poziomie (odległości od podłoża). Jeśli samochód ma być bardziej obciążony statycznie - czyli przez dołożenie ciężaru - lub dynamicznie - np. przez ugięcie zawieszenia pod wpływem nierówności - to zadaniem resoru jest płynna zmiana wysokości zawieszenia z dążeniem ku wysokości fabrycznej. Niestety tuning polegający na zmianie samych resorów na takie, które podnoszą auto, sprawia, że amortyzator, czyli drugi ważny element każdego zawieszenia, pracuje w nieoptymalnym dla siebie zakresie.

W fazie spoczynkowej (czyli kiedy amortyzator nie pracuje) już jest nadmiernie rozciągnięty, a przy ugięciu nie pracuje w zakresie odpowiadającym ugięciu resoru. Z kolei w momencie rozciągania zostaje rozciągnięty do swojej fizycznej granicy, co skutkuje dość szybkim uszkodzeniem. Rzadko jest tak, by producent samochodu stosował amortyzatory na tyle długie, by mogły one poprawnie pracować na wyższych resorach, czyli w innym niż przewidziany fabrycznie zakresie. Dokładnie ten sam efekt uzyskuje się poprzez dołożenie pod sprężyny podkładek, które co prawda zwiększają wysokość zawieszenia, ale nie zmieniają zakresu pracy sprężyny, za to zmieniają zupełnie zakres pracy amortyzatorów. Nawet gdyby przesunąć mocowania amortyzatorów w kierunku sprężyny, to i tak tuning tego typu ma tę wadę, że dostajemy auto z wyższym zawieszeniem, ale o tym samym skoku co fabryczny. Więc ostateczny cel, jakim jest możliwość założenia większego koła jest co prawda osiągnięty, lecz kosztem względnego pogorszenia pracy zawieszenia (większe koło, ale skok ten sam plus gorsza geometria).

Teoretycznie alternatywnym rozwiązaniem dla wyższych resorów może być zastosowanie sztywniejszych. W pewnym zakresie w ten sposób też osiągniemy lift zawieszenia, ponieważ sztywniejsze elementy resorujące już w fazie spoczynkowej (na postoju lub w ruchu na płaskeij drodze) nie uginają się tak, jak standardowe pod obciążeniem, zarówno statycznym jak i dynamicznym. Niestety podczas jazdy po nierównościach taki samochód staje się znacznie sztywniejszy, a w praktyce zawieszenie pracuje w mniejszym zakresie. Również skok będzie ograniczony względem resoru fabrycznego. Dlatego też kompletnym, ale wciąż podstawowym pakietem liftującym, jest komplet resorów i amortyzatorów dopasowanych charakterystyką do samych resorów, które łącznie ustalają inną wysokość zawieszenia. Dopiero taki zestaw będzie pracował właściwie. Dlatego jeśli nie zamierzacie popsuć sobie zawieszenia, zawsze należy wymieniać oba te elementy razem. 

Dlaczego amortyzator jest aż tak ważny?

Amortyzator pełni w zawieszeniu rolę tłumika wstrząsów, czyli elementu pochłaniającego energię zgromadzoną w resorze. Kiedy auto najdzie na wybój, to resor się ugina, aby cała energia najeżdżającego na wybój koła nie została przeniesiona na nadwozie. Jednak resor musi oddać tę energię, więc po ściśnięciu następuje rozprężenie. Kiedy jednak samochód zjeżdża z wyboju, to nadwozie opada i naciska na resor powodując jego ponowne ściśnięcie. Takie auto po najechaniu na jeden wybój bujałoby się kilka-kilkanaście razy, aż siły pionowe doszłyby do stanu równowagi. Ale mówimy o pojedynczym wyboju i pojedynczym kole. Biorąc pod uwagę warunki rzeczywiste, samochód na samych resorach bujałby się w nieskończoność. To dlatego resory np. do przyczepek nieposiadających amortyzatorów dobiera się bardzo twarde, by nie gromadziły zbyt wiele energii i nie musiały jej oddawać. Ale z drugiej strony, przyczepka często po najechaniu na wybój zwyczajnie podskakuje, odrywając koło od podłoża. W samochodzie taki scenariusz jest nie do przyjęcia, dlatego stosuje się amortyzatory (fachowo zwane tłumikami wstrząsów). W nomenklaturze fachowej amortyzator to kompletny układ resor-tłumik. Ale zostańmy przy określeniu potocznym.

Jedyną, ale niezwykle istotną rolą amortyzatora jest pochłanianie energii zgromadzonej w resorze (sprężynie), co skutkuje tzw. tłumieniem drgań. Dlatego nierzadko spotkacie się z takim określeniem jak siła tłumienia amortyzatora, co należy rozumieć dosłownie jako skuteczność amortyzatora czy po prostu szybkość jego działania. Im wyższa siła tłumienia, tym więcej energii amortyzator pochłania jednorazowo i też szybciej pochłonie całą energię. Tym samym w większym stopniu ograniczy bujanie się samochodu, ale przekłada się to na niższy komfort jazdy (większa tzw. twardość). Przewrotnie jednak, w praktyce wyższa siła tłumienia zapewni wyższy komfort jazdy po dużych wybojach z dużą prędkością dlatego, że ograniczy bujanie samochodu i wstrząsy generowane przez nierówne podłoże.

Niższa siła tłumienia (typowa np. dla klasycznych amortyzatorów olejowych w starszych terenówkach) sprawia, że autem jeździ się zazwyczaj bardziej komfortowo, bo energia pochłaniana jest powoli i stopniowo, ale bujanie jest wyraźnie odczuwalne, ponieważ amortyzator potrzebuje więcej czasu (czyt. ruchów tłoka), by pochłonąć całą energię. W praktyce dzięki temu, że amortyzator wspomaga resor w jego pracy i pochłania jego energię, przekłada się to na stały poprawny docisk koła do podłoża. Mówi się potocznie, że amortyzator dba o przyleganie koła do nawierzchni i w zasadzie jest to słuszne stwierdzenie, choć czysto fizycznie robi to sama masa pojazdu, ale tylko w spoczynku.

W samochodzie terenowym amortyzator pełni szczególnie ważną rolę, ponieważ pojazd taki jest wyższy, ma wyżej umieszczony środek ciężkości, przez co bujanie jest bardziej niebezpieczne niż w aucie typowo osobowym. Ponadto samochody terenowe znacznie częściej jeżdżą po nierównej nawierzchni, czyli w praktyce zawieszenie pracuje w większym zakresie i częściej natrafia na wyboje czy dziury w drodze - mówiąc kolokwialnie ma więcej roboty. Również na bezdrożach zawieszenie musi działać poprawnie, bo przy dużym skoku koła brak tłumienia energii zgromadzonej w resorach może skutkować podskakiwaniem, a nawet wywróceniem pojazdu. Jak wyglądałaby jazda po bezdrożach bez amortyzatorów (niewiele lepiej z niesprawnymi) pokazuje poniższe wideo:

Jest jeszcze jeden aspekt, który bardzo często umyka podczas rozważań nad zawieszeniem. Mowa o masach - resorowanej i nieresorowanej. Resorowana to ta, która wpływa na resor od góry (nadwozie, rama i wszystko co do niej zamocowane), a nieresorowana to ta, która ściska go od dołu (zawieszenie, koło). Wpływ obu mas na amortyzator i resor to jedno, ale jest też coś takiego jak wpływ wzajemny. Im większa masa resorowana, tym większy jest docisk koła do podłoża, ale także bujanie zawieszenia, które powoduje, że masa nieresorowana też może być wprawiona w ruch. Im większa jest masa nieresorowana, tym większy jest (negatywny) wpływ na komfort jazdy, czyli bujanie i wstrząsy nadwozia, ponieważ elementy masy nieresorowanej oddają energię na nadwozie. Oczywiście jeśli mamy niewłaściwe amortyzatory lub nadmiernie duże koła.

Amortyzator tłumi zarówno drgania elementów masy resorowanej, jak i nieresorowanej, przez co ich wzajemny wpływ na siebie jest minimalizowany. Dlatego tak samo ważny jest dobór odpowiednich amortyzatorów do obciążenia pojazdu, jak też dobór ich do zmiany średnicy, a tym samym masy kół czy choćby mostów i innych elementów zawieszenia (wzmocnienia lub wymiana na potężniejsze). Różnica pomiędzy doborem odpowiedniego resoru do obciążeń a doborem do nich amortyzatora jest taka, że w przypadku zwiększenia tylko mas nieresorowanych (kół) dla pracy resoru ma to mniejsze znaczenie, ale dla amortyzatora jest już bardzo ważne. Być może niektórzy z was doświadczyli już takiego efektu, że pomimo zmiany rozmiaru kół na większe, z wyższym profilem, zamiast uzyskać wyższy komfort jazdy, uzyskuje się niższy. To oznacza, że koła są zbyt ciężkie dla amortyzatorów. To kolejna rzecz, która pokazuje, jak ważna jest kompletna modyfikacja zawieszenia, a nie tylko sama zmiana wysokości resoru.

Doskonale wiedzą o tym kierowcy rajdowi, których pojazdy mają tak dobierane i regulowane zawieszenie, by drgania odbierane przez koła od podłoża w jak najmniejszym stopniu przenosiły się na nadwozie, co zapewnia – wbrew pozorom bardzo ważny w motorsporcie – komfort jazdy, który przekłada się na łatwość kierowania pojazdem i ostatecznie wyniki. Natomiast zwiększenie średnicy kół wiąże się z bardzo dużymi zmianami w zawieszeniu i to nie dlatego, by uzyskać większy lift, ale po to, by amortyzatory poradziły sobie z większą masą nieresorowaną. Na podsumowanie tej tematyki zapraszam do obejrzenia filmu (również w ramach rozrywki i oddechu od tej trudnej tematyki), który doskonale pokazuje, jak ważny jest dobór odpowiednich amortyzatorów do pojazdu i sposobu jazdy. Tu oczywiście w wydaniu ekstremalnym, ale polecam zwrócić uwagę na to, ile ruchów wykonuje koło, jak zachowuje się całe auto na nierównościach oraz po dużych skokach, po których powinno się odbić od podłoża. A mimo to, tego nie robi. 

Ruch zamienić w ciepło

Amortyzator ma wpływ na komfort, ale też bezpieczeństwo jazdy. Natomiast ilość energii, jaką może pochłonąć, to kolejny ważny aspekt. Energia ruchu resoru jest zamieniana w ruch tłoka w amortyzatorze, a ten z kolei jest hamowany przez olej i zamieniany na temperaturę. Mówiąc wprost, energia ruchu zawieszenia zmienia się w enegię cieplną. Każdy amortyzator ma granicę temperatury, w jakiej pracuje skutecznie. Kiedy dochodzi do zagrzania się oleju w amortyzatorze ponad przewidziany przez producenta zakres, dochodzi do osłabienia siły tłumienia, a w dłuższym czasie do przegrzania oleju i zniszczenia amortyzatora. Wówczas nie tylko traci on swoją charakterystykę, ale i zwyczajnie nie spełnia swojej funkcji – przestaje tłumić drgania.

Dlatego kolejny aspekt, szczególnie często pomijany w modyfikacjach zawieszenia samochodu terenowego, to odporność na temperatury, co przekłada się na odporność na obciążenia dynamiczne, a niekoniecznie na temperaturę otoczenia. Dla amortyzatora tak samo trudne będą warunki, kiedy będzie wykonywał niewielki zakres ruchu, ale z dużą częstotliwością (jazda po tzw. tarce), jak też kiedy będzie pracował w dużym zakresie skoku tłoka, ale z niewielką częstotliwością (jazda w trudnym terenie). W obu przypadkach skuteczność amortyzatora będzie wynikała wyłącznie z tego, czy olej będzie utrzymywany w optymalnym zakresie temperatur. Oczywiście temperatura otoczenia odgrywa istotną rolę, ale to nie ona jest najważniejsza.

To dlatego amortyzatory tuningowe, często wykonuje się nie tylko jako dłuższe, by po lifcie zawieszenia pracowały one w odpowiednim zakresie ruchu, ale też nierzadko jako grubsze (większa średnica), dzięki czemu zwiększa się ilość oleju, a tym samym jego odporność na przegrzanie. W wariantach sportowych, ale też przy bardzo dużych obciążeniach (np. ciężkie auto wyprawowe), zaleca się nawet amortyzatory z dodatkowym zbiornikiem oleju, co bez istotnej zmiany grubości amortyzatora zwiększa ilość oleju, czyli jego pojemność. Co równie istotne, dodatkowe zbiorniki można zamocować w miejscach, w których jest lepsze chłodzenie. W ektremalnym sporcie motorowym, np. w rajdzie Dakar, stosuje się chłodnice na amortyzatorze oraz doprowadza się do nich powietrze znad dachu pojazdu. Takie rozwiązanie można zobaczyć m.in. w tylnych amortyzatorach Toyot Hilux zespołu Gazoo Racing. 

Obciążenie statyczne – czyli jak nie przedobrzyć?

Pod obciążenie statyczne (masę pojazdu), czyli do aut wyprawowych, zazwyczaj dobiera się resor, a w drugiej kolejności amortyzator. Często w zestawach zawieszenia stosuje się różne parametry resorów, ale ten sam amortyzator, niezależnie od obciążenia dodatkowego, jakie przewiduje się dla konkretnego resoru. Wynika to z faktu, że zwiększenie masy pojazdu jest niwelowane przez zastosowanie twardszych resorów, więc amortyzator nie dostaje większych obciążeń i pracuje w podobnym zakresie ruchu. Wszystko do pewnej granicy i w zależności od przeznaczenia. Jeśli zwiększymy obciążenie statyczne, zwiększając jednocześnie obciążenie dynamiczne (większa prędkość jazdy lub większe nierówności), to wówczas zmiana amortyzatorów na takie, które zapewniają większą siłę tłumienia i mają wyższą odporność na temperatury jest konieczna. Przy budowie auta wyprawowego, poza obciążeniem dynamicznym, istotna dla amortyzatora jest także masa nieresorowana, czyli ciężar założonych kół. Im cięższe koła chcemy zastosować w samochodzie, tym więcej uwagi należy poświęcić na odpowiedni dobór amortyzatorów. Bo to koła, a nie samochód wibrują z większą częstotliwością i wykonują większe ruchy pionowe w trudnym terenie.

Przednie resory (obecnie najczęściej sprężyny) dobiera się pod kątem obciążenia, jakie występuje tylko w przedniej części pojazdu, tj. zderzak, orurowanie, osłony, wyciągarka i inne akcesoria montowane w okolicy przedniej osi. Tylne resory dobiera się z kolei pod kątem obciążenia całego pojazdu (zabudowa, zbiorniki, bagażnik dachowy, koło zapasowe itp.). Oczywiście warto uwzględnić wymianę zarówno przednich jak i tylnych resorów, jeśli auto ma być podniesione, ponieważ po zastosowaniu tylko zestawu przednich lub tylnych może stać nierówno. Natomiast co istotne, twardość tylnych resorów dobiera się do stałego obciążenia statycznego, a nie okazjonalnego. Jak należy to rozumieć?

Jeśli samochód służy wyłącznie do wypraw, ma na stałe zamontowaną zabudowę i wyposażenie dodatkowe, to wówczas należy dobrać tylne resory pod kątem dodatkowego obciążenia, które jeśli nawetsię  zmieni, to zazwyczaj na większe. Jeśli jednak auto terenowe służy nam na co dzień i czasami wybieramy się na wyprawę, zabierając na pokład pasażerów czy bagaże, nie należy dobierać tylnych resorów pod kątem dodatkowego obciążenia, które pojawia się na aucie tylko podczas wyjazdu. Pamiętajmy, że lift zawieszenia pod większym niż zwykle obciążeniem może stać się nieco niższy, ale nadal auto będzie wyższe względem zawieszenia fabrycznego. Wybierając tylne resory pod dodatkowe obciążenie, pomimo iż pojawi się one tylko na czas wyjazdu, dostaniemy co prawda lepszy samochód na samą wyprawę, ale może okazać się on nieznośnie niewygodny podczas codziennego użytkowania. Trzeba będzie się pogodzić z podskakiwaniem i sztywnym resorowaniem, albo jeździć z dodatkowym obciążeniem przez cały czas, by zachować akceptowalny komfort.

Autor: Marcin Łobodziński

Fot.: ARB