Kwestia charakterystyki

Tłumienie drgań układu zawieszenia przez amortyzator przyczynia się do pewniejszego prowadzenia pojazdu. Zwłaszcza na zakrętach odbijające się od powierzchni koło powoduje „rozciągnięcie” przejeżdżanego łuku i w efekcie zwiększone zużycie opon, które niepewnie przylegają do jezdni.
Amortyzator ma ponadto niebagatelny wpływ na zachowanie samochodu podczas hamowania. Ze względu na niepełny kontakt z jezdnią zakłócone jest działanie układu ABS, a droga hamowania jest wydłużona. Niesprawny amortyzator wpływa na przedwczesne zużywanie się opon i elementów zawieszenia. Samochody seryjne mają tak skonstruowane zawieszenie, że w przypadku amortyzatorów zastosowano kompromis między komfortem jazdy, a siłą tłumienia.
W pojazdach stosuje się amortyzatory o następujących charakterystykach pracy:
- progresywnej – wraz ze wzrostem prędkości liniowej tłoka (prędkości ściskania amortyzatora w trakcie dobicia) tłumienie staje się coraz silniejsze,
- degresywnej – zapewnia ona dużą siłę tłumienia przy małych prędkościach tłoka w amortyzatorze,
liniowej – siła tłumienia rośnie liniowo wraz ze wzrostem prędkości tłoka w amortyzatorze.
W praktyce stosuje się amortyzatory, których charakterystyka jest mieszana, czyli inna przy ściskaniu i inna przy rozciąganiu. Jednak zawieszenie nie składa się tylko z amortyzatora. Aby możliwe było komfortowe pokonywanie nierówności, koniecznie trzeba zastosować w nim elementy sprężyste, takie jak:
- sprężyny śrubowe,
- sprężyny płaskie (resory piórowe),
- drążki skrętne,
- sprężyny gumowe lub plastikowe,
- miechy pneumatyczne,
- elementy hydrauliczno-pneumatyczne.
Co do samej charakterystyki, to każdy element sprężysty ma takie podstawowe parametry:
- maksymalna strzałka ugięcia,
- maksymalne obciążenie odpowiadające maksymalnej strzałce ugięcia.
Wykres przedstawiający zależność strzałki ugięcia od chwilowego obciążenia nazywany jest charakterystyką elementu sprężystego. Z uwagi na pochłanianie energii wynikającej z tarcia np. między piórami resorów lub tarcia wewnętrznego sprężyny śrubowej linie na wykresie obciążenia i strzałki ugięcia nie będą się pokrywały w przypadku ściskania i rozprężania elementu sprężystego. Stworzą one pętlę histerezy (tłumienia wewnętrznego sprężyny), która informuje o współczynniku tłumienia samego elementu sprężystego. Wraz ze wzrostem tłumienia sprężyny maleje jej energia użyteczna, którą można odzyskać.
W przypadku sprężyn śrubowych wartość histerezy jest na tyle mała, że zazwyczaj się ją po prostu pomija. Zmienną charakterystykę elementów tłumiących uzyskuje się przez zwijanie sprężyn z drutu o zmiennej średnicy lub przez nawijanie jej w formie beczkowej, stożkowej lub klepsydrowej. Także zmienna liczba zwojów na danym odcinku sprężyny powoduje zmianę jej charakterystyki.
Ze względu na charakterystykę elementy sprężyste możemy podzielić na:
- progresywne – wraz ze wzrostem obciążenia sprężyny jej odkształcenie przyrasta coraz wolniej,
- liniowe – odkształcenie sprężyny jest w całym zakresie proporcjonalne do jej obciążenia,
- degresywne – wraz ze wzrostem obciążenia sprężyny jej odkształcenie przyrasta coraz szybciej.