Co to są "drgania śmierci" (death wobble) w samochodzie?

W samochodzie terenowym wyposażonym w sztywny most napędowy z przodu niekiedy dochodzi do tzw. drgań śmierci. Zdarzają się one wówczas, gdy przednie koło najedzie na nierówność i wpadnie w potężne wibracje. Łatwo wtedy o utratę panowania nad autem. Co ciekawe, podobne zjawisko znają motocykliści pod nazwą shimmy.

Zjawisko to jest znane m.in. użytkownikom jeepów i może faktycznie doprowadzić do śmierci. Dla osoby, która wcześniej nie prowadziła auta terenowego ze sztywnymi mostami, może być tak przerażające, że już nigdy później nie wsiądzie za kierownicę. Przyczyną tzw. drgań śmierci jest zła kondycja zawieszenia.

Zjawisko to doskonale pokazuje poniższe wideo:

Aby wystąpiło zjawisko opisane i znane najlepiej w Stanach Zjednoczonych pod określeniem death wobble, potrzebne jest auto ze sztywną osią przednią i sprężynami śrubowymi. W takiej konstrukcji, zwykle z mostem napędowym, problemem jest stabilizacja przednich kół i mostu względem innych elementów napędu i ramy. To też największa wada w porównaniu do takiej samej konstrukcji, ale wykorzystującej resory piórowe zamiast sprężyn. Resory bowiem nie tylko odpowiadają za resorowanie, ale także za utrzymanie właściwej geometrii całego zawieszenia.

Chodzi o to, że pojedynczy resor wzdłużny jest zamocowany w dwóch punktach do ramy i w jednym punkcie do mostu (osi). To sprawia, że cały most zawieszony na dwóch resorach jest zamocowany do ramy w czterech punktach. To daje stabilną konstrukcję. Natomiast zastąpienie resorów sprężynami sprawia, że cały most jest niejako zamocowany tylko w dwóch miejscach do ramy, a tak na dobrą sprawę to w ogóle nie jest zamocowany sprężynami, lecz wahaczami wzdłużnymi, ponieważ sprężyna fizycznie nie pełni takiej funkcji jak resor. Można więc powiedzieć, że most zawieszony na sprężynach nie ma solidnego mocowania poprzecznego.

Aby stabilizować poprzecznie zawieszenie ze sprężynami, stosuje się drążek reakcyjny (Panharda). Jest to element, który utrzymuje oś w określonej pozycji względem ramy. Dodatkowo, w samochodach terenowych wykorzystuje się z przodu amortyzator skrętu, znany doskonale motocyklistom. Jego zadaniem jest tłumienie poprzecznych drgań przednich kół.

Kiedy opisane wyżej elementy zawieszenia są zużyte, mają duże luzy, to nie spełniają swojej funkcji stabilizującej przednią oś. To też sprawia, że kiedy auto wjedzie na nierówność, to jedno z kół wpada w wibracje, które - przeniesione na całą oś - z każdym kolejnym ruchem się pogłębiają. W krótkim czasie dochodzi do takiego przyrostu drgań, że koła pojazdu zachowują się tak, jakby ledwie trzymały się osi i miały za chwilę odpaść. Kierowca nie jest w stanie trzymać kierownicy, a całe auto staje się trudne do opanowania. Przy wyższej prędkości kończy się to całkowitą utratą kontroli i nierzadko wypadkiem.

Największym winowajcą jest zużyty drążek reakcyjny, a konkretnie luzy na jego mocowaniach. Sprawny drążek reakcyjny to podstawa do utrzymania stabilności auta o opisanej konstrukcji. Jednak nie tylko on. Luzy nie mogą występować w zasadzie nigdzie. Należy dbać o wahacze i sworznie zwrotnic, a także drążki układu kierowniczego. Niezwykle istotna jest właściwa geometria kół i ciśnienie w ogumieniu. Im większe koła, zwłaszcza terenowe, oraz wyższe zawieszenie, zwłaszcza po modyfikacji, tym prawdopodobieństwo wystąpienia drgań śmierci jest większe.

Przede wszystkim należy zachować spokój i możliwie najszybciej zwolnić, ponieważ utrata panowania nad samochodem może skończyć się tragicznie. Im niższa prędkość, tym ryzyko wypadku jest mniejsze, choć silne drgania występują z reguły przy stosunkowo małej lub średniej prędkości i wtedy są najbardziej intensywne (największa amplituda drgań). Jednak należy pamiętać, że przy wysokiej prędkości, choć drgania nie będą bardzo duże, to mają ogromny wpływ na kontrolę nad pojazdem.

Co ciekawe, zjawisko death wobble jest tym bardziej przerażające, im bardziej nieznane. Wbrew pozorom, to głównie panika powoduje utratę panowania nad pojazdem. Dlatego, mając takie auto (m.in. Jeep Wrangler, Land Rover Defender, Mercedes G), warto po prostu mieć świadomość, że to może się wydarzyć. I na koniec uwaga: nie, nie dotyczy to tylko starych gratów.