Amortyzator – bardzo ważny element zawieszenia

Zawieszenie ma olbrzymi wpływ na komfort i bezpieczeństwo użytkowania samochodu. Działanie zawieszenia w wielkim stopniu zależy zaś od amortyzatorów.

W Polsce jeździ obecnie około 20 mln samochodów osobowych (wynik na podstawie danych szacunkowych), zaś średni wiek samochodu wynosi około 13 lat (wg informacji podanych w ubiegłym roku przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Pojazdów ACEA). Kraj nasz jest więc znaczącym rynkiem motoryzacyjnym w Europie. Jednocześnie pomimo poprawy jakości dróg sprzedaż elementów zawieszenia wzrasta z roku na rok, co dowodzi, że park samochodowy wymaga ciągłych napraw zawieszenia.

Jednymi z ważniejszych podzespołów w układzie zawieszenia, bezpośrednio odpowiedzialnymi za bezpieczeństwo jazdy, są amortyzatory. Dodatkowo dają poczucie komfortu dla podróżujących. Choć użytkownicy samochodów na ogół zdają sobie z tego sprawę, wiele pojazdów poruszających się po naszych drogach ma wyeksploatowane amortyzatory. Stanowi to ogromne zagrożenie dla wszystkich uczestników ruchu drogowego.

Zasada działania i funkcje

Głównym zadaniem amortyzatora jest tłumienie drgań powstałych w wyniku poruszania się pojazdu po nierównościach oraz zapewnienie stałego kontaktu koła z nawierzchnią drogi, co ma kluczowe znaczenie dla właściwego prowadzenia się auta i skutecznego działania hamulców. Jego rolą jest również stabilizowanie samochodu w trakcie wykonywania skrętów i wszelkich manewrów. W sumie więc amortyzator zapewnia komfort i bezpieczeństwo jazdy.

Zasada działania amortyzatora hydraulicznego ma ścisły związek z mechaniką płynów oraz procesem fizycznym, który zachodzi w jego wnętrzu podczas pracy. Ruch tłoczyska wyzwala energię kinetyczną, która, poprzez opór hydrauliczny powstający w zaworach, zostaje zamieniona w ciepło. Dzięki temu amortyzatory mogą być wykorzystane jako tłumiki drgań do wielu zastosowań. W każdym konstrukcja amortyzatora oraz siły tłumienia muszą być jednak odpowiednio skonfigurowane.

W przypadku amortyzatorów samochodowych wszystko odbywa się już na etapie projektowania. Są one konstruowane dla danego typu pojazdu oraz układu zawieszenia, w którym zostaną zamontowane.

Aby amortyzatory mogły spełnić swoją rolę, przede wszystkim musi zostać właściwie dobrany  rozkład ich sił tłumienia. Dla części montowanych w samochodach średnia wartość procentowa sił wynosi odpowiednio 75% dla ruchu odbicia i 25% dla ruchu ściskania. Ma to na celu uzyskanie optymalnego komfortu jazdy oraz szybkiej reakcji dla zapewnienia jak najlepszej przyczepności koła z nawierzchnią.

Badanie

Badanie amortyzatorów zabudowanych w pojeździe w celu ustalenia czy mogą być nadal eksploatowane, wcale nie jest takie proste. Aby określić sprawność amortyzatora ze stuprocentową pewnością, należałoby go wymontować i umieścić w odpowiednim urządzeniu badawczym, najlepiej w warunkach laboratoryjnych. W warsztacie nie jest to możliwe.

Są jednak niedomagania, które można stwierdzić dokonując zwykłych oględzin. Usterki takie jak: wycieki oleju, uszkodzenia powierzchni chromowej tłoczyska oraz inne widoczne oznaki świadczące o nieprawidłowym działaniu, w sposób oczywisty klasyfikują amortyzator do wymiany.

Inną metodą kontroli jest jazda testowa. Symptomy takie jak: brak stabilności podczas jazdy, nurkowanie podczas hamowania, opadanie tyłu podczas przyspieszania, nadmierne przechyły nadwozia oraz wszelkiego rodzaju niepokojące dźwięki dobiegające z zawieszenia mogą świadczyć o uszkodzeniu amortyzatorów oraz konieczności ich wymiany. Należy jednak pamiętać, że do przeprowadzenia jazdy próbnej potrzebna jest zgoda właściciela pojazdu.

Jeśli nie ma widocznych symptomów uszkodzenia lub niesprawności, istnieje możliwość kontroli amortyzatorów na odpowiednim stanowisku testowym. W urządzenia takie wyposażone są Stacje Kontroli Pojazdów, gdzie do badania wykorzystuje się metodę „EUSAMA”. Polega ona na wymuszeniu drgań pionowych badanego koła powyżej częstotliwości  rezonansowej w celu spowodowania jego oderwania się od podłoża. Otrzymany wynik pomiarowy określa procentowy współczynnik przylegania koła do podłoża, na podstawie którego można stwierdzić prawidłową lub nieprawidłową wartość tłumienia. Niestety badanie takie często jest błędnie interpretowane, a procentowy współczynnik przylegania koła do podłoża odczytywany jest jako „sprawność” samego amortyzatora w układzie zawieszenia.

Metoda ta może służyć do oceny stanu technicznego amortyzatorów zabudowanych w pojeździe, jednak tylko wtedy gdy:

• wcześniej przeprowadzona zostanie kontrola i ewentualna wymiana uszkodzonych elementów układu zawieszenia,
• ciśnienie w oponach ma prawidłową wartość,
• brak jest jakichkolwiek modyfikacji układu zawieszenia.

Tylko przy spełnieniu tych warunków, uzyskanie wartości pomiarowych poniżej parametrów określonych przez metodologię może kwalifikować amortyzatory do wymiany.

Dobór

Dla kierowcy kwestia budowy amortyzatora zasadniczo nie ma znaczenia. Największy dylemat stanowi wybór pomiędzy amortyzatorem „gazowym” a „olejowym”.

Amortyzatory produkowane na rynek motoryzacyjny mają konstrukcję dwururową lub jednorurową. Powszechnie jednak błędnie dzielone są na „gazowe” lub „olejowe”. Rzecz w tym, że w większości wykorzystywany jest zarówno olej jak i gaz, więc należy je określić, jako konstrukcje gazowo-olejowe. Różnica polega na stosowaniu różnego rodzaju gazów, które aplikowane są do wnętrza amortyzatora pod różnymi ciśnieniami. Ma to wpływ na charakterystykę pracy zawieszenia, zachowanie się pojazdu na drodze oraz odczuwalność komfortu jazdy.

W amortyzatorach dwururowych stosuje się dwa zespoły zaworowe jednostronnego działania oraz dwa rodzaje gazów. W jednym przypadku jest to powietrze o ciśnieniu 1 bara, w drugim azot pod ciśnieniem od 2,5 – 5 bar.

W konstrukcji jednorurowej używa się wyłącznie azotu pod wysokim ciśnieniem, bo wynoszącym 25–30 bar, a przepływ oleju odbywa się przez jeden zespół zaworowy dwustronnego działania. Są to amortyzatory o „twardszej” charakterystyce pracy.

Każda z tych konstrukcji amortyzatora ma swoje przeznaczenie. Najważniejsza jest optymalizacja charakterystyki pracy, uzyskanie odpowiedniego kompromisu pomiędzy komfortem a bezpieczeństwem jazdy. Zastosowanie azotu o wysokim ciśnieniu poprawia parametry pracy amortyzatora, eliminuje zjawisko spieniania oleju (kawitacji) oraz skraca czas reakcji podczas ruchu odbicia, zwiększając tym samym poziom bezpieczeństwa jazdy. Jest to wyraźnie odczuwalne dla kierującego, gdyż samochód staje się bardziej stabilny i mniej podatny na utratę przyczepności.

Dobór typu amortyzatora powinien być uzależniony od konstrukcji układu zawieszenia, preferencji użytkownika pojazdu oraz stylu jazdy z wykorzystaniem danych katalogowych producenta części.

Oferta KYB

Podstawowa oferta katalogowa KYB obejmuje następujące typy amortyzatorów:

PREMIUM – amortyzatory dwururowe z powietrzem o ciśnieniu 1 bara.
Produkowane przy wykorzystaniu tej samej technologii oraz systemów kontroli jakości, co amortyzatory montowane jako oryginalne wyposażenie fabryczne.

EXCEL-G – amortyzatory dwururowe z azotem o ciśnieniu 2,5–5 bar.
Opatentowane zawory i sprężony azot poprawiają komfort jazdy jednocześnie znacząco ograniczając powstawanie pęcherzyków powietrza powodujących spienianie oleju (kawitację).

GAS-A-JUST – amortyzatory jednorurowe z azotem o ciśnieniu 25–30 bar.
Połączenie właściwości azotu sprężonego pod wysokim ciśnieniem (siły tłumienia zwiększone o ponad 30% w porównaniu z amortyzatorem dwururowym] oraz parametrów oleju o szerokim zakresie temperatur pracy, minimalizuje drgania oraz boczne kołysania nadwozia.

Dodatkowo oferta KYB wzbogacona jest o amortyzatory o charakterystyce sportowej ULTRA SR (bez regulacji) i AGX (z regulacją) oraz amortyzatory z serii K’lassic przeznaczone do samochodów wcześniejszej generacji (o wieku powyżej 15 lat).

Przyczyny uszkodzeń

Amortyzatory i pozostałe elementy pracujące w układzie zawieszenia oddziaływują na siebie. Ma to znaczenie dla okresu użytkowania części i ich przedwczesne wyeksploatowanie.

W przypadku amortyzatorów ich stan techniczny zależy głównie od elementów bezpośrednio z nimi współpracujących, np. w kolumnie McPhersona. Wypracowane sprężyny zawieszenia, w których zauważalne jest osiadanie zwojów (tzw. efekt relaksacji stali) mogą w znacznym stopniu skrócić okres eksploatacji amortyzatorów. Osłabienie sprężystości i zmiana parametrów pracy, powoduje często brak odpowiedniej kompensacji sił bocznych występujących podczas pracy amortyzatora, czego efektem jest przyspieszone zużycie uszczelniacza olejowego oraz szybsze wyeksploatowanie górnego zestawu montażowego.

Także uszkodzenia górnego zestawu montażowego mogą stanowić bezpośrednią przyczynę uszkodzenia amortyzatora oraz wpływać na jego przedwczesne zużycie.

Należy również pamiętać o kontroli pozostałych elementów zawieszenia, gdyż ich stan techniczny może wpływać na jakość prowadzenia pojazdu, a powstałe luzy generują większe drgania i siły udarowe, które przyspieszają proces wyeksploatowania elementów całego zespołu tłumiąco-resorującego.

Istnieje wiele przyczyn, które mogą powodować uszkodzenia amortyzatorów. Ponadnormatywne obciążanie pojazdu, eksploatacja w trudnych warunkach drogowych a także brak systematycznej diagnostyki i kontroli zawieszenia, może skutkować późniejszymi problemami.

KYB zaleca systematyczną kontrolę amortyzatorów oraz pozostałych elementów zawieszenia co 20 000 km oraz dodatkowo podczas sezonowej wymiany opon czy przed dłuższymi planowanymi podróżami.  

Tekst i ilustracje: KYB