Na tłumienie

Maciej Blum

Nierówności na drodze są źródłem powstawania drgań w układzie jezdnym i wpływają na ich przenoszenie przez koła na pozostałe elementy samochodu. Ze względu na bezwładność koła i charakterystykę sprężystą opony odrywa się ono od powierzchni po przejechaniu przez nierówność na drodze.

Aby tego uniknąć, w zawieszeniach stosuje się elementy tłumiące drgania koła i wymuszają jego stałe przyleganie do nawierzchni drogi. Dawne konstrukcje zawieszeń składające się z resorów piórowych odznaczały się na tyle dużym tarciem wewnętrznym, że niekiedy nie było potrzeby stosowania w nich dodatkowych elementów tłumiących. Współczesne zawieszenia mają na tyle płaską histerezę, że wymagają stosowania dodatkowych elementów tłumiących.
Jak to działa?
Sprężyna pod wpływem pionowej siły zwróconej ku górze najpierw ugina się, a potem prostuje, co zwiększa nacisk koła na jezdnię. Koło, dzięki sprężystości pokrywającego je ogumienia, odbija się od niej, powodując ponowne ugięcie sprężyny - takie cykle powtarzają się z coraz mniejszymi amplitudami wychyleń aż do wygaśnięcia. Z jednej strony jest to przyczyna niepożądanego kołysania nadwozia, z drugiej - okresowego zmniejszania się lub wręcz utraty przyczepności między oponami a podłożem. Zjawisko to nasila się bardzo niebezpiecznie, gdy częstotliwość drgań wymuszonych rezonuje z częstotliwością drgań własnych danego zawieszenia. 
Konieczne jest więc stosowanie specjalnych tłumików drgań nazywanych potocznie amortyzatorami. Mają one do spełnienia dwa podstawowe zadania: muszą zmniejszać drgania mas resorowanych, czyli nadwozia, spowodowane nierównościami jezdni; muszą tłumić lub nawet uniemożliwiać powstawanie drgań mas nieresorowanych, czyli kół i osi, zapewniając dzięki temu optymalny kontakt kół z jezdnią. Dodatkowym zadaniem amortyzatorów jest tłumienie kiwania się i kołysania pojazdu, a tym samym stabilizacja jego ruchu. Kiwaniem się nazywamy drgania pojawiające się dookoła osi poprzecznej samochodu. Występują one przede wszystkim przy ruszaniu i hamowaniu. Kołysanie się polega na przechyłach samochodu dookoła osi wzdłużnej i występuje np. przy pokonywaniu zakrętów. Spełniając te zadania, amortyzatory zapewniają duży komfort, ale także bezpieczeństwo jazdy.
Obecnie stosowane są różne odmiany teleskopowych amortyzatorów hydraulicznych. Ich wspólnym elementem jest tłok sprzężony tłoczyskiem z ruchomą częścią zawieszenia, który dzięki niej porusza się w cylindrze wypełnionym cieczą i połączonym sztywno z ramą lub nadwoziem pojazdu. Im szybciej drga zawieszenie, tym tłok amortyzatora stawia większy opór. Dzieje się tak, ponieważ przepływ cieczy z jednej na drugą stronę tłoka następuje przez mały, kalibrowany otwór. Dodatkowo jest on przymykany zaworkiem, co sprawia, że opór przy uginaniu zawieszenia jest znacznie mniejszy niż przy ruchu powrotnym. Siła tłumienia amortyzatora zależy w pierwszej kolejności od doboru zaworów, co pozwala uzyskać charakterystykę tłumienia odpowiednią do każdego zastosowania. I tak np. amortyzator o charakterystyce degresywnej (opadającej) zapewnia stosunkowo dużą siłę tłumienia przy niewielkiej szybkości tłoka. Wskutek tego zawieszenie pojazdu staje się twardsze i nie reaguje na drobne nierówności jezdni.

[...]

Tomasz Jaworski

Więcej informacji o rozwiązaniach stosowanych w celu tłumienia drgań wywołanych nierównościami na drodze w najnowszym „autoEXPERCIE" 9/2012.

Tagi artykułu

autoExpert 04 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę