Amortyzatory - czyli kompromis pomiędzy wygodą, a bezpieczeństwem.

http://www.agat.elblag.pl/images/foto/008.JPG

   Temat amortyzatorów, jest na tyle szeroki, że można by napisać o nich nie jedną książkę. Tak książkę, w literaturze specjalistycznej, można spotkać, tytuły poświęcone tylko temu zagadnieniu. Jest tak, ponieważ amortyzatory możemy spotkać we wszelkiej maści pojazdach. My zajmijmy się jednak tymi, które pełnią służbę w naszych samochodach. ;)

   Na początku należałoby zastanowić się po co w ogóle stosuje się amortyzatory, czy ich rola jest kluczowa, czy tylko są udogodnieniem i w końcu, jaką uwagę powinien poświęcić im kierowca, w procesie eksploatacji. Odrobinę, na ten temat opowiedziałem w filmie pomocniczym, który znajduje się na końcu artykułu.
   Jednak nie powtarzając się, amortyzator jest jednym z najważniejszych elementów pojazdu, wpływających na bezpieczeństwo jazdy. Bez amortyzatora, kierowca mógłby się nabawić choroby morskiej,

    Jednak nie powtarzając się, amortyzator jest jednym z najważniejszych elementów pojazdu, wpływających na bezpieczeństwo jazdy. Bez amortyzatorów, samochód "bujałby" się jak w amerykańskich filmach, a kierowca mógłby nabawić się choroby morskiej. O ile choroba morska nie zagraża życiu, o tyle utrata przyczepności, spowodowana niedostatecznym wytłumieniem drgań już tak. Należy zauważyć również, że nagłe utraty przyczepności koła z podłożem, działałyby ogłupiająco na np. układ ABS. Niedomagania amortyzatora, mogą powodować również nierównomierne zużycie opon, czy szybsze zużywanie się połączeń przegubowych.
     Profesjonalnie należałoby powiedzieć, że funkcją amortyzatora jest pochłanianie energii obciążeń dynamicznych i rozpraszaniu jej, najczęściej w postaci ciepła. Energia, obecnie zamieniana jest w ciepło najczęściej poprzez opory przepływu silnie dławionej cieczy roboczej, wypełniającej amortyzator. Nie komplikując jednak nadmiernie sprawy fizycznymi pojęciami. Łatwo wyobrazić sobie, że im większa będzie lepkość cieczy w amortyzatorze oraz charakterystyka zaworów, będzie pozwalała na niewielką wydajność przepływu, tym trudniej będzie ścisnąć nasz amortyzator, zawieszenie będzie zatem sztywniejsze, twardsze, słabiej reagujące na drobniejsze przeszkody. 

        Przy okazji podziału amortyzatorów, nasuwa się bardzo ważna kwestia. Który ruch amortyzatora: ściskanie, czy rozciąganie powinien być bardziej tłumiony? Odpowiedź brzmi rozciąganie. Wyobraźmy sobie sytuację, że mamy przed sobą próg zwalniający. Amortyzator powinien stawiać stosunkowo małe opory przy najechaniu na próg, tak aby zawieszenie miękko zareagowało, jednak już przy rozciąganiu amortyzatora siła tłumienia powinna być większa, aby jak najbardziej wygasić drgania zawieszenia, spowodowane przeszkodą i nie dopuścić do nadmiernych przechyłów, czy oderwania kół od jezdni.


     
Wiemy już jak powinny zachowywać się amortyzatory, przyjrzyjmy się teraz, jakie rozwiązania producenci udostępniają na rynku:



1. Amortyzatory dwururowe: 

Amortyzator dwururowy

     Podczas ściskania amortyzatora dwururowego, tłok (1) przesuwa się w dół cylindra (2). Olej pod tłokiem, przedostaje się do górnej części komory A poprzez zawór II. Jednak tłoczysko (6), przemieszczając się z tłokiem zajmuje coraz więcej przestrzeni w komorze A. Dlatego też, objętość oleju odpowiadająca objętości wsuwającego się tłoczyska, przedostaje się do przestrzeni wyrównawczej C, poprzez zawór IV. Olej, który przepływa z przestrzeni roboczej, do wyrównawczej jest chłodzony poprzez kontakt z rurą zewnętrzną (3). Podczas procesu rozciągania, olej nad tłokiem jest ściskany, tak więc jego część przepływa przez zawór I, do przestrzeni pod tłokiem. Niewielka część oleju przeciska się przez szczelinę pomiędzy tłoczyskiem, a prowadnicą tłoczyska (8) i wraca do komory C przez otwór przelewowy (9). Wysuwanie się tłoczyska, powoduje niedobór oleju w komorze A, tak więc olej z komory wyrównawczej, powraca do komory A, poprzez zawór zwrotny III.

     Amortyzatory dwururowe, muszą być odpowietrzane, ponieważ przy ich budowie, nie da się uniknąć tworzenia pęcherzyków powietrza. Problem odpowietrzania, jak i uzupełniania oleju w komorze roboczej, podczas ochładzania się i kurczenia oleju, można rozwiązać, poprzez odpowiedni zestaw uszczelniający i jednocześnie prowadzący tłoczysko, dzięki pierścieniowi o przekroju kątowym i kilku prostopadłym do siebie kanałom, wytłoczonym na zewnętrznej powierzchni prowadnicy tłoczyska.




2. Amortyzatory dwururowe niskociśnieniowe: 


      Amortyzatory dwururowe niskociśnieniowe, są ciekawą alternatywą, dla amortyzatorów bezciśnieniowych. Oczywiście stosowane są one tam, gdzie pojazd, lub jego konstrukcja stawia szczególne wymagania. Również koszty ich zastosowania, mieszczą się w granicach rozsądku. Ważnym elementem jest natomiast to, że ogólna budowa i rozmiary są takie same, jak w przypadku amortyzatorów dwururowych, bezciśnieniowych, także można zastosować je jako zamienniki, np dla celów sportowych. 

    Amortyzatory niskociśnieniowe, różnią się jedynie tym, że przestrzeń wyrównawcza jest w 1/3 wypełniona gazem o ciśnieniu od 0,6 - 0,8 MPa i bardziej dopracowaną co do szczelności prowadnicą tłoczyska.  


3. Amortyzatory jednorurowe wysokociśnieniowe: 
  
   
    Amortyzatory jednorurowe wysokociśnieniowe, są najbardziej powszechnym obecnie rozwiązaniem. Przyczynia się do tego szereg zalet takich jak, bardzo dobre chłodzenie, duże ciśnienie wewnętrzne (gaz sprężony pod ciśnieniem od 2,5-3 MPa) zapobiegające pienieniu się oleju, nie odpływanie oleju podczas ochładzania się amortyzatora. 

    

   Jak wygląda i jak działa taki amortyzator? Zapraszam do zapoznania się z przygotowanym przeze mnie materiałem wideo na ten temat:

   

Zwrócę jedynie uwagę na najpopularniejsze rozwiązanie zaworów w tłoczysku, a mianowicie zawór z płytkami sprężystymi i płytką oporową:

   
    

     Rysunek przedstawiający działanie takiego zaworu podczas rozciągania (z lewej) i ściskania (z prawej)

3. Amortyzatory jednorurowe bezciśnieniowe:

     Na tym etapie można byłoby zakończyć opowieść o amortyzatorach, ale postanowiłem wspomnieć jeszcze, o tych amortyzatorach, które niekoniecznie służą w naszym zawieszeniu. Nie można bowiem zapomnieć o amortyzatorach pełniących funkcję tłumików drgań:

-silnika

-fotela kierowcy

-układu kierowniczego 

     W wypadku dwóch pierwszych amortyzator umieszczony jest pionowo, przestrzeń wyrównawcza znajduje się ponad przestrzenią roboczą i w połowie wypełniona jest olejem a w połowie powietrzem.

    

     Jeżeli chodzi o tłumiki drgań układu kierowniczego, stosuje się tutaj amortyzator w położeniu poziomym, co wymusza, aby olej było oddzielony od powietrza.

 ______________________________________________________________________________________________________

   

Na tym kończę  temat amortyzatorów, chociaż można byłoby pisać więcej i więcej, nie powiedzieliśmy nic o sposobie montażu amortyzatorów, ani o szczegółowej charakterystyce jego pracy w zależności od prędkości ściskania i jego skoku. Ale to wszystko jest już tematem na odrębny artykuł.

   Zaznaczyć chciałbym jeszcze, ze ilustracje wykorzystane w tym artykule pochodzą z książki 

J.Reimpell J.Betzler - "Podwozia samochodów - podstawy konstrukcji"