Koło tocząc się po jezdni napotyka na stale występujące minimalne nierówności. Ze względu na charakterystykę gumy, z jakiej wykonana jest opona, koło po wjechaniu w nierówność ma tendencję do odbicia się. Guma jest materiałem mocno sprężystym, który oddaje bardzo dużo energii przyjętej przez wjechanie w nierówność. Podobnie jest w przypadku materiałów sprężystych zastosowanych w zawieszeniu, czyli sprężyn zawieszenia. W wyniku wjechania w nierówność sprężyna ulega ściśnięciu, przez co gromadzi wewnątrz pewną ilość energii, którą oddaje od razu po ustąpieniu siły ściskającej. Dzięki temu odpycha ona koło z powrotem w kierunku jezdni. Odepchnięte koło ściska gumę opony, która również magazynuje tą energię, oddając ją zaraz po ustaniu nacisku. Jest to zjawisko odbijania się koła od jezdni - z jednaj strony działa siła sprężyny zawieszenia, a z drugiej sprężystość opony. Jest to zjawisko niepożądane podczas jazdy, ponieważ powoduje stałe odrywanie się opony od jezdni.

Elementy tłumiące

Aby je zniwelować, w zawieszeniach stosuje się elementy tłumiące, czyli amortyzatory. Charakterystyka pracy amortyzatorów dobrana jest do charakterystyki użytych w zawieszeniu sprężyn lub resorów oraz masy pojazdu i masy elementów nieresorowanych, czyli kół, wahaczy, zwrotnic, piast pojazdu i elementów układu hamulcowego zamontowanych na piaście.

Zadanie amortyzatora polega więc na rozproszeniu sił powstających podczas pracy zawieszenia, przy czym rozproszenie to nie może być zbyt silne, ponieważ obniżałoby ono komfort pracy zawieszenia, a kierowca odczuwałby ciągłe wibracje i szarpania. Przy zbyt słabym tłumieniu wzrastałby co prawda komfort jazdy, natomiast malałaby przyczepność kół do powierzchni na skutek minimalnego podrywania kół od jezdni. Warunkiem granicznym do spełnienia dla amortyzatora jest zapewnienie przyczepności koła w każdych warunkach jazdy i przy każdym rodzaju obciążenia do jakiego przystosowany jest dany pojazd.

Gdy amortyzator nie działa

W przypadku niesprawności amortyzatora zaobserwować można opisane powyżej podbijanie koła, co ma znaczący wpływ na zużywanie się opony na skutek niepełnego kontaktu z podłożem, po którym jedzie pojazd oraz z nieprawidłowym działaniem układów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy, czyli układu hamulcowego oraz układu stabilizacji toru jazdy. Problem z działaniem układu hamulcowego ma swoją genezę w niecałkowitym przyleganiu kół do jezdni, czyli w nieciągłym przekazywaniu siły wzdłużnej hamującej pojazd. W przypadku samochodu z układem ABS czujniki otrzymują nieprawidłowe dane dotyczące obrotów koła i przekazują je dalej do sterownika układu ABS, który wysyła nieprawdziwe sygnały do pompy sterującej hamulcami. W efekcie mamy błędne działanie układu. Podobnie jest w przypadku układu stabilizacji toru jazdy, który bazuje na tych samych czujnikach pokazujących zakłamane przez niesprawne amortyzatory dane.

Budowa i rodzaje

Amortyzator składa się z rury wypełnionej olejem tworzącej przestrzeń roboczą, tłoka oraz zamocowanego do niego tłoczyska, zaworu dolnego i prowadnicy, w której znajduje się uszczelnienie. Rura z przestrzenią roboczą zamontowana jest do ruchomego elementu zawieszenia, jakim jest wahacz, oś lub most napędowy, natomiast tłoczysko zamocowane jest do nadwozia lub ramy. Podczas jazdy po nierównościach dochodzi do przesuwania się tłoka wewnątrz przestrzeni roboczej, co wymusza przepływ oleju przez zawory zamontowane w tłoku i dnie przestrzeni roboczej. Przez zawory przetłaczany jest olej znajdujący się wewnątrz amortyzatora, dzięki czemu pochłaniana jest energia dostarczona od ruchów zawieszenia.

W samochodach osobowych montuje się amortyzatoryolejoweiolejowo-gazowe. Różnicą w ich budowie są rodzaje komór kompensujących przesuwanie się tłoka w rurze amortyzatora. W amortyzatorach olejowych jest ona otwarta, co oznacza, że dochodzi do niej ciśnienie atmosferyczne. W amortyzatorach olejowo-gazowych zamknięty w komorze gaz pod odpowiednim ciśnieniem jest oddzielony pływającym tłokiem. Zapobiega to pienieniu się oleju w czasie pracy amortyzatora i występowaniu zjawiska kawitacji.

Różnice konstrukcyjne

Ze względu na swoją konstrukcję rozróżnić można amortyzatory jednorurowe oraz dwururowe. W odmianie dwururowej tłok przemieszcza się w cylindrze wewnętrznym i przy jego ruchu do góry olej przetłaczany jest z przestrzeni nadtłokowej do przestrzeni podtłokowej i międzycylindrowej, natomiast przy ruchu do góry – odwrotnie. Jeżeli w przestrzeni międzycylindrowej nad olejem znajduje się powietrze, amortyzator określamy mianem bezciśnieniowego. W amortyzatorach zwanych gazowymi powietrze zastąpione jest nieznacznie sprężonym azotem. Minimalizującym skutki pienienia się oleju podczas pracy. Główną różnicą pomiędzy amortyzatorami dwururowymi bezciśnieniowymi i niskociśnieniowymi jest obecność w komorze wyrównawczej gazu obojętnego zamiast powietrza. Zazwyczaj znajduje się tam azotek pod ciśnieniem 6–8 barów, a więc kilkukrotnie niższym niż ma to miejsce w przypadku amortyzatorów jednorurowych. Taka wartość ciśnienia oraz praca zaworu dennego w zupełności wystarczają, aby osiągnąć zbliżoną charakterystykę tłumienia.

Budowa oraz wymiary amortyzatorów dwururowych bezciśnieniowych i niskociśnieniowych są takie same, dlatego ich zamiana w pojeździe nie jest problematyczna. Główne zalety amortyzatorów niskociśnieniowych to m.in.:

• duża czułość zaworów przy małych amplitudach,
• lepsze tłumienie drgań wynikających z toczenia się kół,
• lepsze tłumienie w ekstremalnych warunkach
• mniejsze szumy przepływu oleju.

Amortyzatory są również zdolne do pracy w przypadku utraty gazu w komorze wyrównawczej.

Amortyzatory jednorurowe mają prostszą budowę niż dwururowe. Są one z reguły amortyzatorami gazowymi. Tłoki przetłaczają w nich olej pomiędzy przestrzeniami pod- i nadtłokowymi. Powoduje to sprężanie lub rozprężanie azotu wypełniającego pod wstępnym ciśnieniem około 3 MPa komorę oddzieloną od oleju ruchomą lub stałą przegrodą. Amortyzatory jednorurowe w porównaniu z dwururowymi są lżejsze, wygodniejsze w stosowaniu (można mocować je w dowolnym położeniu) i efektywniejsze w tłumieniu drgań zawieszeń i mas resorowanych.

Opracowano na podstawie materiału z czasopisma „kfz-betrieb”