Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia
Amortyzatory samochodowe jak wiele innych podzespołów muszą spełniać wiele sprzecznych funkcji, a ich odpowiedni dobór jest efektem kompromisów. Typowe rozwiązanie przestały spełniać wymagania klientów, dlatego niebawem standardem będą amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia.
Zapewnienie jak najlepszej trakcji i maksymalnego komfortu to dwa sprzeczne zadania, jakie muszą zostać wykonane przez amortyzator. Im wyższy komfort tym gorsze prowadzenie i na odwrót. Samochód musi sobie radzić zarówno na drodze płaskiej jak i bardzo wyboistej, a ponadto w każdych warunkach zapewniać odpowiedni poziom bezpieczeństwa oraz na tyle skutecznie neutralizować wyboje, by pasażerowie czuli się komfortowo.
Dlatego też charakterystyka tłumienia amortyzatorów dobierana jest po wzięciu pod uwagę wielu czynników, takich jak rodzaj samochodu i jego masa, osiągi silnika, warunki eksploatacji i wiele innych.
Gdyby generalizować, niemieckie auta prowadzące się bardzo stabilnie przy dużych prędkościach, zapewniają zwykle niższy komfort resorowania niż miększe samochody francuskie czy amerykańskie. Samochody produkowane na rynki, gdzie drogi są w złej kondycji są z reguły miękkie i nie prowadzą się najlepiej przy wyższych prędkościach, ale dzięki odpowiednio dobranej charakterystyce tłumienia, jazda po fatalnych drogach jest o wiele bardziej komfortowa niż przykładowo samochodami niemieckimi.
Auta sportowe zapewniają najlepszą jakość prowadzenia, ale przy zachowaniu niezbędnego minimum komfortu lub z pominięciem go. Warto przyjrzeć się również sportom motorowym, gdzie w zależności od odcinka czy charakterystyki toru, który kierowca ma pokonać, dobiera się odpowiednie parametry pracy amortyzatora, w tym siłę tłumienia.
Rozmawiając o amortyzatorach i sile tłumienia warto pamiętać, że im wyższa skuteczność tłumienia tym mniejszy komfort jazdy zapewnia amortyzator. Może to być mylne, ponieważ często wspominamy na przykład o tłumieniu nierówności i używa się pewnego uproszczenia: lepsze tłumienie to lepszy komfort.
Tymczasem jeśli chodzi o zasadę działania amortyzatora jest na odwrót: lepsze tłumienie to większa siła tłumienia i bardziej odczuwalne skutki najechania na nierówność. Jeśli nie możecie tego przyswoić, proponuję proste skojarzenie: mniej sprawny amortyzator gorzej tłumi drgania, a co za tym idzie, iluzorycznie zapewnia wyższy komfort jazdy.
Gdy samochód nie wychwytuje nierówności, jedzie się przyjemniej, ale jednocześnie mniej bezpiecznie, ponieważ koła przez ruchy pionowe częściej tracą kontakt z nawierzchnią, a to przyczepność jest kluczowa gdy rozmawiamy o bezpieczeństwie.
Amortyzatory muszą walczyć o trakcję na dwóch frontach. Z jednej strony amortyzują wstrząsy mas nieresorowanych, czyli kół, z drugiej mas resorowanych, czyli nadwozia.
Dlatego częstotliwość drgań, z jaką musi zmagać się amortyzator jest bardzo szeroka i podzielona na dwa zakresy. Dla nadwozia jest to około 1-3 Hz, tymczasem dla kół 12-20 Hz. Uogólniając, za komfort jazdy odpowiada praca w niskich częstotliwościach, natomiast za przyczepność w wysokich. Niskie częstotliwości dotyczą zwykle małych prędkości jazdy i dużych nierówności drogi, natomiast wysokie dotyczą mniejszych nierówności, ale na przykład częstszych lub przy dużej prędkości.
Tak więc również i tu producenci muszą wybrać kompromis, bo poświęcenie jednego kosztem drugiego jest niemożliwe. Nie może być bowiem tak, że nawet samochód sportowy będzie skutecznie tłumił drgania na dziurawej drodze, a jeden duży wybój wyprowadzi go z równowagi.
Amortyzator ze względu na swoją funkcję, którą jest zapewnienie przyczepności koła do podłoża, w większym zakresie podatny jest na rozciąganie niż ściskanie. Z prostej przyczyny. Rozciąganie (odbicie) odpowiada za bezpieczeństwo, które mimo wszystko zawsze jest ważniejsze od komfortu jazdy.
Gdyby natomiast amortyzator był bardziej podatny na ściskanie, często elementy zawieszenia dobijałyby do odbojników (tzw. zjawisko zamykania amortyzatora). Mówiąc obrazowo, amortyzator by się "skończył", a to byłoby bardzo niebezpieczne, ponieważ cały samochód byłby podatny na odbicie się od wyboju.
Ponadto ściskanie wiąże się z masą pojazdu i jego dodatkowym obciążeniem. Zatem amortyzator jest sztywniejszy w zakresie ściskania niż rozciągania. Dlatego też, wyboje są mniej przyjemne niż wgłębienia w nawierzchni.
Producenci samochodów chcąc tworzyć bardziej kompromisowe rozwiązania i poszerzyć grono odbiorców musieli prędzej czy później znaleźć sposób z jednej strony skuteczny, a z drugiej stosunkowo prosty. Stąd pomysł na amortyzatory o zmiennej sile tłumienia. Choć rozwiązań jest wiele skupimy się na amortyzatorach hydraulicznych (z cieczą roboczą). Można je podzielić na przynajmniej dwa podstawowe rodzaje. Oba zostaną omówione w kolejnych artykułach.
