Spis treści: Krzyżowe ramiona ↡ Dolny przegub kulowy ↡ Amortyzator ↡ Nosze ↡ Sterowanie zębatką i zębnikiem ↡ Warunki dotyczące geometrii…↡ Nowe sterowanie ↡
Rysunek. 7.1. Zawieszenie przednie: 1 – drzewce korpusu; 2 – belka nośna; 3 – miska amortyzatora; 4 – wahacz górny; 5 – zwrotnica; 6 – amortyzator; 7 – tarcza hamulcowa z zaciskiem; 8 – dolny wahacz; 9 – sprężyna śrubowa; 10 – obudowa przekładni kierowniczej; 11 – wał kierowniczy z przekładnią; 12 – odporna na zabrudzenia osłona drążka kierowniczego; 13 – drążek kierowniczy lewy
Konstrukcję przedniego zawieszenia samochodu Mercedes klasy E pokazano na rysunek 7.1. Zastosowanie nowoczesnej konstrukcji z podwójnymi wahaczami poprzecznymi poprawiło komfort, kierowanie zawieszeniem i sterowność pojazdu. Każde przednie koło posiada niezależne zawieszenie do nadwozia.
Zawieszenie przednie z podwójnymi wahaczami. Podobna konstrukcja zastąpiła kolumnę amortyzatora w poprzednim modelu. Stosowany jest także w modelach klasy S i C. W tym schemacie amortyzator i sprężyna są instalowane osobno. Dzięki podwójnym dźwigniom amortyzatory uwolnione są od funkcji prowadzenia przednich kół, co pozwala im lepiej spełniać swoje główne zadanie – tłumienie drgań.
Krzyżowe ramiona
Kierunek każdego przedniego koła jest realizowany przez dwa (góra i dół) trójkątne wahacze. Ramię 4 (patrz 7.1) połączony bezpośrednio z nadwoziem za pomocą dużego gumowo-metalowego zawiasu, a dolny wahacz jest przymocowany do belki nośnej 2 przedniego zawieszenia.
Dolny przegub kulowy
Sprężyna śrubowa 9 i amortyzator 6 opierają się na korpusie poprzez tzw. dolny przegub kulowy, który ma zmienną charakterystykę sprężystości i stają się twardsze wraz ze wzrostem siły tłumienia.
Amortyzator
Oddzielne umiejscowienie amortyzatora decyduje o precyzyjnym zachowaniu koła podczas pokonywania nierówności drogi. Efekt oddzielnego położenia sprężyny i amortyzatora jest wyraźnie widoczny w praktyce. Na przykład podczas ruchu po linii prostej lub przy bocznym wietrze. Mercedes E-Klasa nie zbacza z każdej koleiny na drodze, a jedynie nieznacznie zbacza z kursu, gdy pojawia się gwałtowny podmuch wiatru.
Komputerowo obliczone elementy gumowe dwuwahaczowego zawieszenia przedniego (oznaczenie łacińskie DQ) pozwalają na zmianę kierunków kół tylko w określonych granicach i tym samym znacznie poprawiają stabilność zachowania samochodu podczas hamowania i pokonywania zakrętów. Dzięki temu podczas amortyzacji kąty pochylenia i zbieżności kół nie ulegają znaczącym zmianom, co pozytywnie wpływa na charakterystykę oporów toczenia i zużycie opon. Geometria zawieszenia w połączeniu z elastokinematyką konstrukcji z podwójnymi wahaczami gwarantuje neutralne lub łatwe do skorygowania sterowanie pojazdem, co jest niezmienną zasadą Mercedes-Benz przy projektowaniu podwozia w celu zapewnienia bezpieczeństwa czynnego.
Nosze
W przeciwieństwie do innych samochodów osobowych Mercedesa, dolne wahacze i przekładnia kierownicza Klasy E są zamontowane na belce nośnej przedniego zawieszenia w kształcie ramy. Ta tzw. rama pomocnicza przykręcona jest do przednich podłużnic nadwozia i ułatwia montaż silnika oraz przedniego zawieszenia podczas montażu samochodu. Ponadto zwiększa ochronę pasażerów w przypadku zderzenia czołowego i służy do oddzielenia podwozia od nadwozia. Dzięki temu, dzięki ramie pomocniczej, wibracje i hałas podczas ruchu są w mniejszym stopniu przenoszone do kabiny. Poduszki silnika i układ kierowniczy są zamontowane na samej ramie pomocniczej.
Sterowanie zębatką i zębnikiem
Rysunek. 7.2. Sterowniczy: 1 – zwrotnica; 2 – prawy drążek kierowniczy; 3 – obudowa zębatki; 4 – wał kierownicy (dwuczęściowy); 5 – pompa wspomagania kierownicy
Nowością w projekcie jest montaż dolnych wahaczy w kierunku do przodu. Ponadto dokonano kolejnej modernizacji - układ kierowniczy z zębatką i hydraulicznym wspomaganiem zastąpił poprzednią konstrukcję układu kierowniczego z nakrętką śrubową, która nie odpowiadała już obiecującej koncepcji lekkiej konstrukcji Mercedes-Benz. Nowa konstrukcja układu kierowniczego (ryc. 7.2) nie posiada już dwójnogu, dźwigni pośrednich, płytki usztywniającej ani elementów mocujących. Drążki kierownicze są połączone z mechanizmem kierowniczym bez pośrednich elementów obejściowych. Konstrukcja zapewnia zatem prawidłowe i precyzyjne sterowanie.
Rysunek. 7.3. Schematyczne przedstawienie ustawienia geometrii kół
Rysunek. 7.4. Kąty ustawienia kół: A – kąt nachylenia; B – kąt pochylenia; C – kąt nachylenia poprzecznego
Warunki dotyczące geometrii zawieszenia
Wyrównanie kół. Kierownice z przodu są bliżej siebie niż z tyłu (mieć coś w rodzaju przeciwstawiania się) (ryc. 7.3). Wyrównuje to siłę tarcia między nawierzchnią drogi a kołem, co powoduje skierowanie lewego koła w lewo, a prawego koła w prawo. Zbieżność zapobiega wibracjom kół i jednostronnemu zużyciu opon. Podczas pokonywania zakrętów koło o promieniu wewnętrznym jest dociskane bardziej w kierunku zakrętu, aby wspomagać ruch skrętu i wywiera większą siłę skrętu niż koło o promieniu zewnętrznym, powodując w ten sposób odwrócenie kąta zbieżności (tylne koła są zbliżone do siebie).
Wygięcie. Określa nachylenie kół przednich w płaszczyźnie pionowej (ryż. 7.4, V). Pochylenie kół zmniejsza wpływ nierówności drogi na układ kierowniczy, zmniejsza siłę działającą na kierownicę i siłę tarcia kół o nawierzchnię drogi.
Kąt bocznego nachylenia osi obrotu koła. Kąt między osią koła a pionem (patrz 7.4, C). Jeśli przedłużysz linię tej osi do podłoża i określisz odległość od niej do środkowego punktu styku koła z drogą, otrzymasz pobocze. Powinien być jak najmniejszy, aby ograniczyć wpływ sił bocznych na sterowanie. Kąt pochylenia bocznego w połączeniu z kątem pochylenia wzdłużnego powoduje, że przy skręcie kół auto lekko się podnosi, a po zwolnieniu kierownicy same przednie koła wracają do położenia środkowego.
Kąt odlewania osi koła. Kąt pomiędzy osią skrętu koła patrząc z boku i pionu (ryż. 7.4, A). Dzięki kątowi skrętu na przednie koła przekazywana jest siła trakcji, a nie pchania. Dlatego koła mają tendencję do utrzymywania prostej pozycji.
Nowe sterowanie
Nowa konstrukcja układu kierowniczego nie ma teraz dwójnogu, wahaczy pośrednich, płytki usztywniającej ani elementów mocujących. Drążki kierownicze są połączone z mechanizmem kierowniczym bez pośrednich elementów obejściowych. To nie tylko ułatwia montaż, ale także zmniejsza wagę. Konstrukcja zapewnia prawidłowe i precyzyjne sterowanie. Dzięki przymocowaniu układu kierowniczego do ramy pomocniczej za pomocą elementów elastycznych, przenoszenie nierówności drogi na kierownicę jest znacznie zmniejszone, dlatego nowa konstrukcja, oprócz innych zalet, zwiększa komfort. Ponieważ przekładnia kierownicza jest umieszczona bardziej wewnątrz ramy pomocniczej, inżynierowie Mercedesa opracowali wał kierownicy z dwoma przegubami krzyżowymi. Wyrównują one pewne ruchy osiowe pomiędzy mechanizmem kierowniczym a wałem kierowniczym, a także służą do redukcji drgań, które tłumione są przez wbudowany w pierwszy przegubie tłumik drgań skrętnych. Drugi przegub z krzyżem to przegub wahliwy, który umożliwia indywidualną regulację położenia kolumny kierownicy na długości i wysokości, która dodatkowo wyposażona jest w napęd elektryczny.